ISHIZUKA LAB - Research Interest

研究概要 Research Interest

食習慣が引き起こす疾患の成り立ちを探る

明らかな病気ではないけれど病気になる一歩手前の状態を「未病」と表現することがあります。摂取するエネルギー量が運動などで使われるエネルギー量を越えれば、体内にエネルギーが残って肥満やメタボリックシンドロームなどの非感染性疾患が引き起こされます。よく話題にされるコレステロールは元来必要な物質なので、食べ物から得るだけでなく体内でも合成されます。しかし、過剰量となったコレステロールを体の中では壊すことができません。この場合には、コレステロールを胆汁酸と呼ばれる水に溶けやすい形に変えて体外に排出します。胆汁酸には多様な形があり、体内の場所によってその組成や濃度が著しく異なります。最近、胆汁酸自体も生体調節において重要な役割を担うことがわかってきました。私たちは、各種の臓器や消化管内容物、糞便や尿、血液などの生体試料からこれらの胆汁酸を抽出して高速液体クロマトグラフィー質量分析計で網羅的に解析する方法を確立して、体内外でのステロールの「流れ方」を調べられるようになりました。これまでに、食べ方の違いで生じる些細なステロールの代謝変動が代謝疾患で観察されるいくつかの症状を引き起こすことを見出しました。そこで現在、これらの発症メカニズムや症状のさらなる悪化に関わる要因を解明すべく研究に取り組んでいます。

What happens in diseases development by dietary habits

“Mibyou” is a word indicating pre-symptomatic disorders that represent “the state that easy to get sick though it is not sick”. Excess energy consumptions would induce noncommunicable diseases such as obesity and metabolic syndromes when you have enormous energy from diet without appropriate energy expenditure such as exercise. Cholesterol is synthesized in our body because it is necessary for biological regulation. However, excess cholesterol is not degraded in our body. In that cases, bile acids that formed from cholesterol are excreted from our body due to its amphipatic nature. There are various molecular species in bile acids and the composition and concentration of each bile acid are diverse depending on tissues and body fluids. Recently, bile acids are found to play significant roles in various aspects in biological regulations. Previously, we established the methods to isolate bile acids from biologicals samples such as intestinal contents, feces, urine, and blood, etc. By determination with liquid chromatography-mass spectrometry, we can understand “flow” of such sterols in the body. In these trials, we elucidated characteristic states of sterol metabolism in metabolic disorders and also found a subtle alteration of sterol metabolism that is able to induce some pre-symptomatic disorders. Currently, we are trying to clarify the mechanism underlying those events as well as the factors that are involved in further aggravation of the symptoms.

食を介する疾患予防

消化管は、栄養素の吸収や外来物質に対するバリヤ機能など、一見相反する役割を同時にこなしています。外界に接するのは消化管上皮細胞で代謝の中枢は肝臓ですが、それ以外の細胞も含め全体として消化管粘膜や代謝の恒常性維持に関わります。このような機能が破綻することが様々な病気の発症にかかわると考えられており、環境要因としての食習慣は粘膜や代謝の恒常性維持に影響を及ぼすことが明らかになりつつあります。我々は実験動物や細胞培養系、機器分析を用いた実験を基盤技術として、主として消化管が関わる代謝性疾患の予防を目指し、摂取食品や管腔内成分の作用とそのメカニズムについて研究しています。

Disease prevention via dietary intervention

The digestive tract plays various roles in functions apparently opposite such as absorption of nutrients and barrier functions. The first line of cells in the intestinal mucosa is the epithelial cells and liver is center of metabolism, many other tissues and cells also contribute to the mucosal and metabolic homeostasis in our body. Disruptions and/or deteriorations of those functions are supposed to lead to various disease. Dietary habits as environmental factors are involved in maintenance of those mucosal and metabolic homeostasis. We are investigating to elucidate contribution of dietary and luminal factors in the functions of gastrointestinal organs, by using experimental animals, cell culture system and analytical instruments especially focusing on prevention of metabolic disorders.

食品成分の生理作用評価系構築

これまでに食品成分の多様な機能が明らかにされていますが、食品の新しい機能を見出すためには、それを評価するための新規な手段が必要になります。そこで、これまでの知見を基盤として新しい未病モデルの確立を目指しています。消化管や代謝性疾患に関わる臓器でいつの間にか生じる病態の発症機構と、それらにおよぼす摂取食品の影響に関して研究しています。

・ステロール代謝の食餌による変動

・ステロール代謝と代謝性疾患の関連

・慢性炎症予防における食品成分の役割

・消化管バリア機能に関与する管腔内因子の探索

Establishment of evaluation systems for physiological functions of dietary components

Although we know various aspects of food functions at this moment, new strategies are required to evaluate novel food functions. One of the aim of our study is to build an evaluation system of food functions through establishment of new pre-symptomatic disease models based on our previous findings. Our recent projects are focusing on the mechanisms of disease development in metabolic disorders and to identify some promising points to prevent such disorders by dietary intervention.

・Alteration of sterol metabolism by dietary intervention

・Relationship between pathogenesis and sterol metabolism

・Role of dietary components in prevention of chronic inflammation

・Exploration of luminal factors that are involved in intestinal barrier functions

研究素材と実験系の構築

研究素材としては主にラットや培養細胞を使い、生体試料の生化学的分析や代謝成分分析、遺伝子発現解析、組織化学的解析をツールとして研究しています。これらの実験手技に関して、試料中成分の分離抽出から分析・解析法についても随時検討しています。

Research tools and establishment of experimental system

Our research tools are mainly rats and mice as experimental animals and cell culture. The current techniques we use are biochemical measurements and metabolite analysis, gene expression analysis, and histochemical analysis. We are also developing methods in extraction and analytical methods for some significant metabolites in biological samples.

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