大日本印刷・ヒトiPS細胞から創生した「ミニ腸」で三大栄養の吸収を確認

大日本印刷株式会社（DNP）は、国立成育医療研究センター研究所生殖医療研究部（阿久津英憲部長）と共同研究を進める中で今回、ヒトiPS細胞より創生した小腸の立体臓器モデル「ミニ腸」の三大栄養素（糖質、タンパク質、脂質）の吸収評価において、その有用性を確認した。同研究に関する論文がヒトの栄養に関する国際誌「Nutrients」（2022年1月19日・MDPI社発行）に掲載されたことを発表した。
近年、食事による生活習慣病予防の有効性の認識が高まり、食品会社などの企業が特定保健用食品や機能性表示食品の開発を進めている。健康維持に欠かせない三大栄養素（糖質・タンパク質・脂質）は主に小腸から吸収されるが、機能性表示食品などの開発における重要な評価項目のひとつにこの栄養吸収がある。
従来、栄養吸収の機能性検証はマウスやラットなどの実験動物で行われてきたが、昨今はアニマルウェルフェア（動物福祉）の観点から食品分野での動物実験が禁止される傾向にある。また、マウスやラットはヒトとは種が異なるため、動物実験の結果が必ずしもヒトにそのまま反映されるものでもないため、ヒトの栄養吸収や吸収過程における食品成分の影響は明確に解明されていないという指摘もある。
こうした課題に対して、DNPと国立成育医療研究センター研究所生殖医療研究部は今回、ヒトiPS細胞から生成され、マウスやラットよりもヒトに近い「ミニ腸」を用いて三大栄養素の吸収機能を解析し、新規吸収評価ツールとしての活用の可能性を提示するに至った。
ミニ腸は生体に類似した立体構造を持ち、形状を維持したまま、さまざまな機能性物質を作用させることができると知られてきた。今回の研究では、ミニ腸が実際に立体構造を保持したまま、蛍光標識した三大栄養素を吸収させ、糖質の吸収抑制効果がある成分をミニ腸に作用させたところ、糖質の吸収が抑えられることを確認した。なお、ミニ腸の大きさの測定には、DNPが開発したAIをベースにした測定ソフトが使用されている。
今回の本研究成果が社会に与える影響としては、現在、世界的に動物の権利の尊重が求められる中で、動物実験の停止や削減が求められており、特に食品分野では動物実験の代替方法の開発が早急に求められているため、構造的・機能的にヒトの腸と類似するミニ腸が、この代替技術のひとつとして期待されている。
今後の展開としてDNPは、ミニ腸の栄養吸収機能を活かして、食品成分の吸収評価や新規探索など、栄養分野に応用するための多様なニーズを収集し、さらなる開発を進めていく。また、ミニ腸を多種多様な企業・団体の研究開発向けに評価ツールとして提案するなど、新たな代替技術を推進していく。