確認由人iPS細胞產生的“迷你腸”吸收三大營養物質 (糖，蛋白質，脂質)
發表在國際人類營養雜誌“營養”上
2022年2月8日
大日本印刷株式會社 (DNP) 在與國立成長醫療研究中心研究所生殖醫療研究部 (阿久津英憲部長) 進行的聯合研究中，此次，在人體iPS細胞產生的小腸立體臟器模型“迷你腸”的三大營養素(糖類、蛋白質、脂質)的吸收評價中，確認了其有用性。關於這項研究的論文發表在國際人類營養期刊“營養” (2022年1月19日由MDPI出版) 上。
吸收測量示意圖
使用迷你腸的標記試劑 (綠色) 的吸收反應的觀察圖像
【研究背景】
近年來，人們對飲食預防生活習慣病有效性的認識不斷提高，食品公司等企業正在開發特定保健用食品和功能性食品。維持健康不可缺少的三大營養素 (糖質、蛋白質、脂質) 主要通過小腸吸收，在開發功能性食品等時，營養吸收是重要的評價項目之一。以前，營養吸收的功能性驗證是在老鼠和老鼠等實驗動物身上進行的，但是最近從動物福利 (動物福利) ※1的觀點來看，食品領域的動物實驗有被禁止的傾向。此外，由於小鼠和大鼠的物種與人類不同，因此動物實驗的結果不一定反映在人類身上。因此，也有人指出，食品成分對人類營養吸收和吸收過程的影響尚未明確闡明。
針對這些課題，DNP和國立成長醫療研究中心研究所生殖醫學研究部這次使用了由人iPS細胞生成的，比小鼠和大鼠更接近人類的“迷你腸”，分析了三大營養素的吸收功能，提出了作為新型吸收評價工具活用的可能性。
【研究綜述】
已知迷你腸具有類似於生物體的三維結構，並且可以在保持形狀的同時作用於各種功能性物質。在這項研究中，當微腸實際上保持三維結構時，吸收熒游標記的三種主要營養素，並且當具有碳水化合物吸收抑制作用的成分作用於微腸時，碳水化合物的吸收被抑制。我證實了這一點。另外，測量迷你腸的大小，使用DNP開發的基於AI的測量軟體※。
※測定・解析用のソフトについて → https://www.dnp.co.jp/news/detail/10160896_1587.html
【本研究成果對社會的影響】
目前，在世界範圍內要求尊重動物權利的同時，需要停止和減少動物實驗，特別是在食品領域，迫切需要開發動物實驗的替代方法。因此，預計在結構和功能上類似於人腸的迷你腸作為該替代技術之一。
【關於發表“營養”的論文】
〇標題:Xenogeneic-FreeHuman Intestinal Organoids for Assessing Intestinal Nutrient Absorption
〇作者:Makoto Inoue, Yuichi Tanaka, Sakiko Matsushita, Yuri Shimozaki, Hirohito Ayame和Hidenori Akutsu
【今後的發展】
DNP利用迷你腸的營養吸收功能，收集應用於營養領域的多樣化需求，如食品成分的吸收評估和新探索，並進一步開發。此外，我們還將推動新的替代技術，例如提出迷你腸作為各種企業和組織研究和開發的評估工具。
■DNP在醫療保健領域的再生醫療領域的努力
DNP發揮印刷技術和信息技術等優勢，衹力於醫療保健領域的新事業開發。迄今為止，我們利用薄膜多層圖案技術，於2008年在日本國內首次投產了能夠以各種圖案穩定培養細胞的器材，此外，我們還制造了一種溫度響應性培養器材，可以在降低溫度後將培養的細胞以片狀整齊地剝離。今後，我們將進一步提高特殊細胞培養容器的質量和性能，並開發利用細胞圖像分析技術的非破壞性細胞質量管理技術。
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