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                快三合作研究:利用質譜儀發現由腸道菌群產生的新D-氨基酸

                2019-01-23

                ― 通過高靈敏度高通量手性氨基酸分析,在D-氨基酸研究方面拓展新空間 ―

                  協同乳業株式會社的松本光晴主幹研究員、株式會社快三制作所、大阪大學?快三分析創新聯合研究講座的飯田順子特聘教授(快三制作所分析計測事業部生命科學事業統籌部高級經理)等小組使用大阪大學工學研究科福崎英一郎教授與快三制作所共同開發的“LC-MS/MS手性氨基酸高靈敏度同時分析法”※,開發出了高靈敏度檢測腸道菌群產生的手性氨基酸的分析方法。在檢測中,使用了快三製作所的高速液相色譜-質譜聯用儀(LC-MS/MS)。在本分析法中,發現了由腸道菌群產生的12種遊離型D-氨基酸。並首次確認了其中9種D-氨基酸以遊離態存在於腸腔內。近年來,D-氨基酸在生物體內的生理活性受到關註。通過使用本分析法,有助於推動通過D-氨基酸的腸道菌群功能研究。該成果公布在12月17日的英國科學雜誌“Scientific Reports”上。

                  ※大阪大學研究生院工學研究科?福崎研究室開發出了無需衍生化,使用手性柱,僅需10分鐘便可對手性氨基酸進行高靈敏度同時分析的方法。該方法在大阪大學?快三分析創新聯合研究講座中獲得進一步發展,並實現產品化。

                概要

                  近年來在腸內細菌研究領域,有報告稱與各種生理活性、疾病的關聯性受到關註的D-氨基酸在小腸內將來源於腸內細菌的D-氨基酸作為基質,由宿主生成過氧化氫,從而殺死病原菌。但是,報告只是在盲腸內確認了4種腸腔內的遊離D-氨基酸,沒有關於大腸腔內的報告案例。在本研究中,開發出了基於LC-MS/MS手性氨基酸高靈敏度同時分析法的、無需衍生化的預處理法以及檢測方法,進行結腸內容物檢測,並以無菌小白鼠以及普通菌群定植小白鼠的結腸內容物為樣品,對來源於腸內菌群的D-氨基酸的檢測進行了嘗試。結果,檢測出了14種遊離D-氨基酸,關於其中的12種(D-Ala、D-Arg、D-Asp、D-Gln、D-Glu、D-allo-Ile、D-Leu、D-Lys、D-Met、D-Phe、D-Ser、D-Trp)濃度,已確認普通菌群定植小白鼠的濃度明顯高於無菌小白鼠,由腸內菌群合成,並釋放至腸腔內(下圖)。其中,D-Arg、D-Gln、D-allo-Ile、D-Leu、D-Lys、D-Met、D-Phe、D-Ser、D-Trp是首次從腸腔內檢測出的物質。此外,根據很可能與上述D-氨基酸生成相關的腸內細菌的探索結果,顯示與Firmicutes門、特別是Lachnospiraceae科、Ruminococcaceae科、Erysipelotrichaceae科所屬細菌相關。

                  該結果表示,LC-MS/MS手性氨基酸高靈敏度同時分析法在結腸內容物的手性氨基酸檢測中,可進行高精度的定性與定量分析,適用於痕量D-氨基酸的檢測。此外,本分析法無需衍生化等復雜的樣品處理,可實現省時的高通量檢測。有助於推動來源於腸內菌群的新生理活性物質研究,以及對備受期待的D-氨基酸為對象的研究做出貢獻。

                https://www.shimadzu.co.jp/sites/shimadzu.co.jp/files/news/press/images/press1221_06.jpg
                無菌小白鼠與腸內細菌定植小白鼠的結腸內容物中的遊離D-氨基酸濃度的比較(摘要)

                藍色:無菌小白鼠(GF)
                紅色:普通細菌定植小白鼠(原無菌小白鼠)(Ex-GF)
                *由濃度引起的有益菌群差異(***p < 0.001)
                ? 由檢測率引起的有益差( ??? p < 0.001、數字表示檢查檢體數/檢體總數)
                多重比較通過False Discovery Rate進行了修正

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