令和４年度学長裁量研究成果報告書（様式３号）３－３

メタボリック・プロファイリング法による食品因子の未だ見ぬ機能の可視化
研究年度 令和４年度
研究期間 令和３年度～令和５年度

I.

研究代表者名城内 文吾

共同研究者名柴崎 貢志

はじめにメタボリックシンドローム（メタボ）は内臓脂肪蓄積を中心病態とする動脈硬化性疾患（脳梗塞や心筋梗塞）の危険因子（血中脂質異常、高血糖、血圧高値）が重複した状態である。実験動物を用いた in vivo 研究により、メタボ発症予防に寄与する食品因子の探索が行われ、これまでに数多くの化合物が見出されてきている。多くの代謝を司る肝臓、膵臓、脂肪組織および骨格筋が病態発症予防・抑制のメカニズムの解析対象となるが、アウトカム周辺（代謝近傍）のデータが取得される傾向にあり、アウトカムを説明するメカニズムの全容解明は困難である。申請者は対象化合物を特定せずに試料（生体サンプル）中に含まれる成分を包括的に計測するメタボリック・プロファイリ
ング法を立ち上げた。本研究ではメタボリック・プロファイリング法による食品因子の未だ見ぬ機能の可視化を目指すとともに、確立されたバイオマーカー分子が他の疾患のバイオマーカーにもなりうるのか、その可能性を見出すことを試みる。
多数の藻類が世界中で発見されており、それらは生物学的組織の複雑さに応じて大型藻類（海藻としても知られる）と微細藻類の 2 つに分類される 1)。微細藻類とは淡水と海水の両方の生態系に分布する単細胞性の光合成生物群の総称である 1)。微細藻類は農作物と比較して単位面積あたりの生産性が高く、様々な培養条件への適用性も高く、増殖速度の速さから、食品およびバイオ燃料の産業利用が期待されている 1,2)。また、微細藻類は持続可能な食料供給と食料の安全保障の観点から、大量の水や土地を必要としない次世代のタンパク質・必須脂肪酸供給源としても注目されている 2)。
現在、世界の微細藻類市場の大部分は、スピルリナやクロレラなど培養においてコンタミネーショ
ンリスクが少なく、安価で容易に生育可能な淡水性微細藻類に限定されている 3)。一方、海産性微細藻類はカロテノイドや n-3 系多価不飽和脂肪酸といった生理活性化合物類の高い生産能力を有す
ることも知られている 4)。海産性微細藻類油脂は魚油と比較して、不快な臭いがない、重金属による汚染が少ない、管理された培養下で生産される油脂の脂肪酸組成に大きな変動がないなど、いくつかの利点がある 5)。これらのことから、いくつかの海産性微細藻類や海産性微細藻類由来油脂がEU の新規食品リストに含まれている 6)。Chaetoceros gracilis（以下 Chaeto と略す）は海産性微細藻類の 1 つであり、クロロフィル a, c1, c2 などの光合成色素に加え、タンパク質、フコキサンチン、EPA に富む特徴を有する 4,7,8)。フコキサンチンはキサントフィルファミリーに属し、アレン構造をもつ非プロビタミン A カロテノイドであり、癌細胞に対する増殖抑制およびアポトーシス誘導作用
9,10)、抗肥満作用 11)、および抗糖尿病作用 12,13)を有すること、これらの生理機能発現にアレン構造が関与することが報告されている。また EPA は血中脂質低下作用と抗炎症作用を有し、心血管疾患のリスク低下に資することが知られている 14,15)。Chaeto は現在、EU の新規食品リストには含まれていないが、上述の生理活性化合物に富むことから食資源としての活用が期待される。そこで本研究1令和４年度学長裁量研究成果報告書（様式３号）３－３

2 年目では、メタボリックプロファイリング法を用いた海産性微細藻類 Chaeto の栄養生理機能の評価を行い、食資源としての活用の可能性を探った。
II.

実験方法
Chaeto は、株式会社ブルーサイエンティフィック新上五島（長崎）より供与頂いた。Chaeto の栄

養成分組成は 100 g あたりで熱量 411 kcal、水分 4.3 g、タンパク質 48.4 g、脂質 17.1 g、炭水化物 15.9g、灰分 14.3 g であり、アスパラギン酸、グルタミン酸、ロイシンに富むアミノ酸組成（Table 1）、
エイコサペンタエン酸（EPA）に富む脂肪酸組成であった（Table 2）。上記の栄養成分分析は公益社団法人長崎県食品衛生協会 食品環境検査センターにて行われた。また、Chaeto のカロテノイド含量は Table 3 の通りであった（東京大学農学部水圏生物環境学研究室の片山智代特任助教に分析頂いた）。
実験食は AIN-76 組成 16)に準拠し、コーン油を 10%、
コレステロールを 0.1%添加した食餌を Control
食とし、Chaeto は 2%および 5%の 2 つの添加量を設定し、食餌間のタンパク質量および脂質量が同等になるようにそれぞれカゼイン、トウモロコシ油で差し引きし、タンパク質および脂質以外の成分についてはスクロースと置き換えて調製した（Table 4）。
5 週齢の SD 系ラットを 1 週間予備飼育し、体重に群間で違いがないように 3 群に分け、それぞれの実験食を 4 週間 paired-feeding した。飼育終了後、6 時間絶食し、断頭により屠殺を行い、各臓器・組織を摘出し、重量測定後に−80℃で凍結保存した。得られた血液は 30 分間室温にて静置し、冷却遠心（1,200 × g, 20 min, 4℃）することで血清を調製し、−80℃で凍結保存した。本動物実験は
長崎県立大学動物実験委員会による動物実験計画書の審査と長崎県立大学学長の承認を得て実施した。
血清中のトリグリセリド、総コレステロール、リン脂質、遊離脂肪酸およびグルコース濃度、ALT
活性は酵素法（TG E-test, Cholesterol E-test, PL C-test, NEFA C-test, Glucose CII-test, Transaminase
CII-test; 富士フィルム和光純薬株式会社）により測定した。血清 HDL コレステロール濃度は、簡易DCM 法 17)により分画後に酵素法（Cholesterol E-test）により測定した。血清中の C-ペプチド、イン
スリンおよびアディポネクチン濃度は ELISA 法（LBIS rat C-peptide ELISA kit, LBIS rat insulin ELISA
kit; 富士フィルムワコーシバヤギ株式会社, mouse/rat adiponectin ELISA kit; 大塚製薬株式会社）により測定した。肝臓の総脂質を Bligh & Dyer の方法により抽出し、2-プロパノールに溶解したものを脂質抽出液としてトリグリセリドおよびコレステロール量を酵素法（TG E-test, Cholesterol E-test）
により測定した 18)。また、肝臓リン脂質量は化学法により無機リンを定量し、無機リン–リン脂質
換算係数を乗じて算出した 19)。肝臓中のグリコーゲン量は Lo らの方法 20)により測定した。肝臓における脂肪酸合成系酵素（FAS, G6PDH, ME）および脂肪酸酸化系酵素（CPT）の活性は先行研究の方法 21)に準じて測定した。血清中のラソステロール、カンペステロールおよび-シトステロール
濃度は 5-cholestane を内部標準として GC-MS により測定した。肝臓における脂質代謝関連遺伝子群の発現量測定は、リアルタイム PCR システム（LightCycler® 96; 日本ジェネティクス株式会社）を用いて SYBR Green 検出系により行った。肝臓および筋肉中の親水性低分子代謝物のノンターゲ
ット分析は GC-MS を用いて実施した。GC/MS に供する試料の前処理は Tsugawa らの方法に準じて行った 22)。GC-MS 分析データを netCDF フォーマットに変換し、MS-DIAL ver. 4.92 により、ベース
2

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ライン補正、ピーク検出、デコンボリューション、アライメントおよび化合物同定を行い 23,24)、
2-isopropylmalic acid を内部標準としてピーク強度を標準化した。
実験結果は平均値±標準誤差で表した。各パラメータにおける Chaeto 添加量（用量）反応性については Jonckheere–Terpstra 傾向検定を用いて解析した。また、3 群間の平均値差については一元配
置分散分析、次いで Dunnett の多重比較検定を用いて解析を行った。2 群間の平均値差（肝臓および筋肉中の親水性低分子代謝物解析）については F-test による等分散性の確認後、等分散の場合はStudent’s t-test、不等分散の場合は Welch’s t-test にて解析した。p < 0.05 を統計学的に有意、0.05 ≦ p< 0.1 を傾向とした。なお、統計解析には R および R コマンダーの機能を拡張した統計ソフトウェ
アである EZR を用いた 25)。Chaeto 摂取により有意に変動した代謝物を MetaboAnalyst 5.0 26)のPathway analysis および Enrichment analysis に供し、影響を受ける可能性のある代謝経路の探索を行った。
III. 結果および考察
4 週間給餌後、解剖時の肉眼所見として Chaeto を摂取したラットの白色脂肪組織の橙色化が観察された（Figure 1）。終体重、摂食量、食餌効率、肝臓重量、白色及び褐色脂肪組織重量に群間で差はなかったが、ヒラメ筋重量に Chaeto の用量反応性が認められた（重量の増加傾向：p < 0.05 forTrends）（Table 5）。肝臓中のリン脂質およびグリコーゲン量に差はなかったが、肝臓トリグリセリ
ド量に Chaeto の用量反応性が認められ（量の減少傾向：p < 0.05 for Trends）、対照群と比較して 2%
及び 5%Chaeto 群で有意に低下した（Table 6）。また、肝臓コレステロール量に Chaeto の用量反応性が認められ（量の減少傾向：p < 0.05 for Trends）、対照群と比較して 5%Chaeto 群で有意に低下した（Table 6）。用量依存性は 2%および 5%Chaeto 群の血清総コレステロールおよび HDL コレステロ
ール濃度にも認められ（濃度の上昇傾向：p < 0.05 for Trends）、対照群と比較して 2%及び 5%Chaeto
群で有意に高値を示した（Table 6）。その他の血清生化学パラメータには差はなかった。肝臓トリグリセリド量低下の作用機序を探るべく、脂肪酸の合成および酸化に関与する酵素の活性を測定したところ、脂肪酸酸化系の CPT 活性に変化はなかったが、脂肪酸合成系の FAS 活性は対照群と比較して 5%Chaeto 群で低下傾向（p = 0.0865）、G6PDH 活性は対照群と比較して 5%Chaeto 群で有意に低下した（Table 7）。肝臓において同定ならびに半定量した 66 個の代謝物の中で、グリセロー
ル、ヒポタウリンおよびイノシトール量が対照群と比較して 5%Chaeto 群で有意に減少した（Table8）。したがって、Chaeto 摂取による肝臓トリグリセリド低下は、トリグリセリドの基質である脂肪酸とグリセロールの両方の減少に起因することが示唆された。コレステロール代謝変動の作用機序を探るべく、血清ステロイド濃度を測定したところ、コレステロール吸収マーカーとして知られる
カンペステロールと-シトステロール濃度は対照群と比較して 2%および 5%Chaeto 群で有意に低値を示した（Table 7）。さらに、Scarb1 mRNA 量は対照群と比較して 5%Chaeto 群で有意に低下した（Table 7）。したがって、Chaeto 摂取により引き起こされる腸管からのコレステロール吸収の低下と血中から肝臓への HDL 取り込みの減少が、肝臓コレステロール量の減少に寄与することが示唆された。ヒラメ筋において同定ならびに半定量した 50 個の代謝物の中で、19 個（2-アミノエタノール、3-ヒドロキシピルビン酸、β-アラニン、カダベリン、クレアチン、グリセロール、グリシン、
ヒポキサンチン、イミノジアセテート、イソロイシン、 ロイシン、リジン、ニコチンアミド、O3令和４年度学長裁量研究成果報告書（様式３号）３－３

ホスホエタノールアミン、フェニルアラニン、セリン、スレオニン、ウラシルおよびバリン）の量が 5%Chaeto 群で有意に減少し、シュウ酸量は 5%Chaeto 群で有意に増加した（Table 8）。Chaeto 摂取によりヒラメ筋重量の増加傾向も見られたことから、上述の有意に変動した 20 個の代謝物をMetaboAnalysit 5.0 の pathway analysis に供し、Chaeto 摂取により変動を受ける可能性がある代謝経路を探索した。
その結果、9 つの代謝経路（“aminoacyl-tRNA biosynthesis,” “valine, leucine and isoleucine
biosynthesis”, “pantothenate and CoA biosynthesis”, “glycine, serine and threonine metabolism,” “valine,
leucine and isoleucine degradation”, “β-alanine metabolism”, “glutathione metabolism”, “phenylalanine,tyrosine and tryptophan biosynthesis,” and “glyoxylate and dicarboxylate metabolism”）がピックアップされ、Enrichment analysis においてもこれら 9 つの代謝経路がエンリッチしていることが示唆された（Figure 2）。
IV. 終わりに海産性微細藻類 Chaeto の経口摂取が高スクロースとコレステロール含有食を与えたラットの肝臓脂質蓄積を抑制することを初めて見出し、食資源としての活用の可能性を示した。Chaeto と同様の生理活性化合物を含む他の海産性微細藻類との更なる比較研究を通じて、Chaeto 摂取が独自の効果を発揮するのか否かを明らかにしたい。
なお、本研究成果の詳細については学術論文（Shirouchi B, et al. (2023) Oral administration ofChaetoceros gracilis—a marine microalga—alleviates hepatic lipid accumulation in rats fed a high-sucroseand cholesterol-containing diet. Metabolites 13(3):436. doi:10.3390/metabo13030436.）を参照されたい。
V.

参考文献

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5令和４年度学長裁量研究成果報告書（様式３号）３－３

Table 1. Amino acid contents of Chaetoceros gracilis
Aspartic acid

4140 mg/100 g

Threonine1830 mg/100 g

Serine2020 mg/100 g

Glutamic acid

4200 mg/100 g

Proline1520 mg/100 g

Glycine1930 mg/100 g

Alanine2500 mg/100 g

Valine1790 mg/100 g

Methionine

560 mg/100 g

Isoleucine

1650 mg/100 g

Leucine2970 mg/100 g

Tyrosine

1490 mg/100 g

Phenylalanine

1860 mg/100 g

Histidine

710 mg/100 g

Lysine2240 mg/100 g

Arginine

2090 mg/100 g

Cystine790 mg/100 g

Tryptophan≦ 4 mg/100 g

6令和４年度学長裁量研究成果報告書（様式３号）３－３

Table 2. Fatty acid contents of Chaetoceros gracilis
Myristic acid (C14:0)

1352 mg/100 g

Palmitic acid (C16:0)

2520 mg/100 g

Heptadecanoic acid (C17:0)

425 mg/100 g

Stearic acid (C18:0)

789 mg/100 g

Palmitoleic acid (C16:1n-7)3256 mg/100 g

Oleic acid (C18:1n-9)

1157 mg/100 g

Linolenic acid (C18:2n-6)

97 mg/100 g

Arachidonic acid (C20:4n-6)

104 mg/100 g

Eicosapentaenoic acid (C20:5n-3)2535 mg/100 g

Docosahexaenoic acid (C22:6n-3)

180 mg/100 g

7令和４年度学長裁量研究成果報告書（様式３号）３－３

Table 3. The contents of photosynthetic and accessory pigments in Chaetoceros gracilis

Pigments

Content (mg/g dry weight)

Chlorophyll a15.2 ± 0.6

Chlorophyll c1

5.73 ± 0.06

Chlorophyll c2

0.868 ± 0.014

Fucoxanthin11.8 ± 0.1

Diadinoxanthin

0.650 ± 0.009

Diatoxanthin0.455 ± 0.009

-Carotene

0.540 ± 0.014

Values are means ± SEM (n = 4).

8令和４年度学長裁量研究成果報告書（様式３号）３－３

Table 4. Composition of experimental diets in this study
Control
Ingredients

2%Chaeto

5%Chaeto(g/kg diet)

Sucrose449

442.10431.75

Casein200

190.32175.80-Cornstarch

150

150

150

Cellulose

50

50

50

Corn oil

100

96.58

91.45

Chaetoceros gracilis

---

20

50

Mineral mixture (AIN-76)

35

35

35

Vitamin mixture (AIN-76)

10

10

10

DL-Methionine

3

3

3

Choline bitartrate

2

2

2

Cholesterol

1

1

1

9

令和４年度学長裁量研究成果報告書（様式３号）３－３

Table 5. Effects of Chaeto feeding on morphometric variables of rats fed high-sucrose andcholesterol-containing diet.
Control

2%Chaeto

5%Chaeto

p for Trends#

Initial body weight (g)185 ± 3186 ± 3186 ± 3N.S.

Final body weight (g)428 ± 6424 ± 12419 ± 4N.S.

Food intake (g/day)

24.8 ± 0.4

24.5 ± 0.8

24.1 ± 0.6

N.S.

Food efficiency (%)‡

35.0 ± 0.6

34.5 ± 0.7

34.5 ± 0.3

N.S.

Organ weights (g/100g of body weight)
Liver

4.43 ± 0.13

4.44 ± 0.17

4.25 ± 0.11

N.S.

Soleus muscle

1.02 ± 0.03

1.09 ± 0.02

1.09 ± 0.03

p < 0.05

White adipose tissue (WAT) weights (g/100 g of body weight)
Epididymal

1.33 ± 0.08

1.22 ± 0.03

1.30 ± 0.16

N.S.

Perirenal

1.59 ± 0.08

1.56 ± 0.14

1.54 ± 0.30

N.S.

Mesenteric1.57 ± 0.09

1.39 ± 0.16

1.19 ± 0.18

N.S.

Abdominal†

4.48 ± 0.18

4.17 ± 0.30

4.03 ± 0.63

N.S.

0.163 ± 0.014

N.S.

Brown adipose tissue (BAT) weight (g/100 g of body weight)
0.147 ± 0.007

0.182 ± 0.017

Values represent the mean ± SEM (n = 6–7 group). ‡Food efficiency was calculated by applying thefollowing formula: Food efficiency (%) = body weight gain (g)/food intake (g) × 100. †Abdominal WAT
weights were calculated by summing the weights of the epididymal, perirenal, and mesenteric WAT.
#

Jonckheere–Terpstra trend test. *p < 0.05 (vs. control group) according to Dunnett’s multiple comparison test.

N.S., not significant.

10令和４年度学長裁量研究成果報告書（様式３号）３－３

Table 6. Effects of Chaeto feeding on hepatic lipid and glycogen contents, and serum biochemicalparameters of rats fed high-sucrose and cholesterol-containing diet.
Control

2%Chaeto

5%Chaeto

p for Trends#

Hepatic contents of lipids and glycogen (mg/g liver)TG

49.8 ± 5.2

33.4 ± 5.6 *18.8 ± 2.4 *p < 0.05

T-Chol8.29 ± 0.61

6.84 ± 0.72

4.26 ± 0.27 *p < 0.05

PL

27.1 ± 0.7

27.2 ± 2.0

29.3 ± 1.3

N.S.

Glycogen33.2 ± 6.1

27.3 ± 4.2

25.6 ± 4.4

N.S.

TG (mg/dL)

181 ± 21156 ± 33

134 ± 24

N.S.

T-Chol (mg/dL)

95.0 ± 2.6

124 ± 4 *138 ± 4 *p < 0.05

HDL Chol (mg/dL)

43.9 ± 2.4

62.7 ± 5.0 *80.8 ± 5.1 *p < 0.05

Non-HDL Chol (mg/dL)

51.1 ± 2.6

61.5 ± 5.4

57.7 ± 4.9

N.S.

PL (mg/dL)

193 ± 10213 ± 16217 ± 7N.S.

NEFA (mmol/L)

0.609 ± 0.055

0.630 ± 0.060

0.654 ± 0.054

N.S.

Glucose (mg/dL)

131 ± 6128 ± 6121 ± 4N.S.

C-peptide (pg/mL)

229 ± 68

222 ± 22164 ± 23

N.S.

Insulin (pg/mL)

273 ± 134

141 ± 29

148 ± 26

N.S.

Adiponectin (g/mL)

1.69 ± 0.15

1.54 ± 0.16

1.55 ± 0.15

N.S.

ALT (IU/L)

8.42 ± 0.69

7.64 ± 0.68

7.24 ± 0.45

N.S.

Serum biochemical parameters

Values represent the mean ± SEM (n = 6–7 group). #Jonckheere–Terpstra trend test. *p < 0.05 (vs. control
group) according to Dunnett’s multiple comparison test. ALT, alanine aminotransferase; Chol, cholesterol;
HDL, high-density lipoprotein; NEFAs, non-esterified fatty acids; N.S., not significant; PL, phospholipids;
TG, triglycerides.

11令和４年度学長裁量研究成果報告書（様式３号）３－３

Table 7. Effects of Chaeto feeding on activities of hepatic enzymes related fatty acid metabolism, serum
levels of steroids, and relative levels of hepatic mRNA related to cholesterol metabolism in rats fed
high-sucrose and cholesterol-containing diet.
Control

2%Chaeto

5%Chaeto

p for Trends#

Hepatic activities of enzymes related to fatty acid synthesis (mmol/min/mg protein)
FAS

10.9 ± 0.6

9.22 ± 0.90

8.49 ± 0.96 (p = 0.0865)

p < 0.05

G6PDH

35.0 ± 3.9

27.7 ± 8.2

18.9 ± 2.8 *p < 0.05

ME

41.3 ± 4.8

38.3 ± 7.8

30.5 ± 4.3

N.S.

Hepatic activities of enzyme related to fatty acid -oxidation (mmol/min/mg protein)
CPT

5.34 ± 0.13

5.32 ± 0.23

5.05 ± 0.27

N.S.

0.170 ± 0.024

N.S.

Cholesterol synthesis marker in serum (mg/dL)
Lathosterol

0.136 ± 0.028

0.163 ± 0.023

Cholesterol absorption markers in serum (mg/dL)
Campesterol

5.41 ± 0.21

4.82 ± 0.14 *4.34 ± 0.07 *p < 0.05

-Sitosterol

9.83 ± 0.45

7.04 ± 0.33 *6.86 ± 0.15 *p < 0.05

Relative levels of hepatic mRNA related to fatty acid synthesis and cholesterol metabolism (arbitrary unit)
Fasn

1.00 ± 0.40

0.792 ± 0.350

0.452 ± 0.128

N.S.

G6pd

1.00 ± 0.08

1.21 ± 0.24

1.07 ± 0.21

N.S.

Hmgcr

1.00 ± 0.13

1.07 ± 0.15

0.971 ± 0.177

N.S.

Soat1

1.00 ± 0.07

1.14 ± 0.21

0.786 ± 0.199

N.S.

Scarb11.00 ± 0.06

0.886 ± 0.049

0.683 ± 0.105 *p < 0.05

Abca1

1.00 ± 0.15

1.20 ± 0.13

1.06 ± 0.20

N.S.

Values represent the mean ± SEM (n = 6–7 group). #Jonckheere-Terpstra trend test. *p < 0.05 (vs control
group) according to Dunnett multiple comparison test. Abca1, ATP-binding cassette protein A1; CPT,
carnitine palmitoyltransferase; FAS, fatty acid synthase; G6PDH, glucose-6-phosphate dehydrogenase;Hmgcr, 3-hydroxy-3-methylglurary-CoA reductase; ME, malic enzyme; N.S., not significant; Scarb1,
scavenger receptor class B member 1; Soat1, sterol O-acyltransferase 1.

12令和４年度学長裁量研究成果報告書（様式３号）３－３

Table 6. Effects of Chaeto feeding on levels of identified water-soluble metabolites in the liver and soleus
muscle of rats fed high-sucrose and cholesterol-containing diet.
Control

5%Chaeto

Levels of water-soluble metabolites in the liver (arbitrary unit#)
Glycerol402 ± 22239 ± 40 *Hypotaurine

32.5 ± 5.3

10.6 ± 1.6 †Inositol

24.7 ± 1.3

17.6 ± 1.3 *Levels of water-soluble metabolites in soleus muscle (arbitrary unit#)
2-Aminoethnol

10.3 ± 0.7

17.8 ± 0.8 *3-Hydroxypyruvate

194 ± 17283 ± 18 *-Alanine23.0 ± 3.0

54.8 ± 7.2 *Cadaverine

17.6 ± 1.8

26.2 ± 3.5 *Creatinine

52.7 ± 3.6

76.2 ± 3.7 *Glycerol

189 ± 16275 ± 14 *Glycine500 ± 69727 ± 49 *Hypoxanthine

39.5 ± 6.5

63.8 ± 8.6 *Iminodiacetate

14.0 ± 2.2

28.5 ± 4.3 *Isoleucine

72.6 ± 3.1

129 ± 14 †Leucine142 ± 9237 ± 27 †Lysine154 ± 16282 ± 45 *Nicotinamide

31.0 ± 1.4

35.9 ± 1.6 *O-Phosphoethanolamine

5.34 ± 0.41

7.59 ± 0.55 *Oxalate17.6 ± 1.4

13.1 ± 1.5 *Phenylalanine

11.2 ± 1.2

23.4 ± 3.5 *Serine24.6 ± 2.5

51.0 ± 5.7 *Threonine

23.4 ± 2.5

39.0 ± 3.7 *Uracil4.42 ± 0.61

7.11 ± 0.98 *Valine81.3 ± 3.3

142 ± 19 †Values represent the mean ± SEM (n = 6–7 group). #Relative quantity of each metabolite was calculatedusing the peak area of each metabolite relative to an internal standard (2-isopropylmalic acid). *p < 0.05 (vscontrol group) according to Student’s t-test. †p < 0.05 (vs control group) according to Welch’s t-test.

13令和４年度学長裁量研究成果報告書（様式３号）３－３

Control

5%Chaeto

Figure 1. Macroscopic changes in the abdominal cavity of rats fed Chaeto.

14令和４年度学長裁量研究成果報告書（様式３号）３－３(a) Overview of Pathway Analysis
7
Aminoacyl-tRNA biosynthesis
Valine, leucine and isoleucine biosynthesis
6-log10(p)54Pantothenate and CoA biosynthesis
Glycine, serine and threonine metabolism

3
Valine, leucine and isoleucine degradation

beta-Alanine metabolism
Glyoxylate and dicarboxylate metabolism

2

Glutathione metabolism

1.3
1

Phenylalanine, tyrosine andtryptophan biosynthesis
0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

Pathway Impact(b) Metabolite Sets Enrichment Overview
Aminoacyl-tRNA biosynthesis
Valine, leucine and isoleucine biosynthesis
Pantothenate and CoA biosynthesis
Glycine, serine and threonine metabolism
Valine, leucine and isoleucine degradation
beta-Alanine metabolism

p value

Glutathione metabolism
Phenylalanine, tyrosine and tryptophan biosynthesis
Glyoxylate and dicarboxylate metabolism

p < 0.05

Glycerophospholipid metabolism
Pyrimidine metabolism
Phenylalanine metabolism
Biotin metabolism
Nicotinate and nicotinamide metabolism
Glycerolipid metabolism
Sphingolipid metabolism
Propanoate metabolism
Lysine degradation
Galactose metabolism
Porphyrin and chlorophyll metabolism
Primary bile acid biosynthesis
Purine metabolism

0

10

20

30

40

Enrichment Ratio

Figure 2. (a) Summary of MetaboAnalyst 5.0 pathway analysis for metabolites significantly different
between the control and 5%Chaeto groups. The pathway impact on the x axis from 0 (low impact) to 1
(strong impact) represents the values from the pathway topology analysis. The circle diameter covaries withpathway impact, and the fill color intensity (white to red) reflects statistical significance (decreasing p-value).
The black drop with 1.3 on the y axis indicates the threshold of significance at p < 0.05. (b) Summary ofMetaboAnalyst 5.0 enrichment analysis for metabolites significantly different between the control and
5%Chaeto groups. The enrichment ratio is calculated as the number of hits within a particular metabolic
pathway divided by the expected number of hits. Each bar shows a pathway, and the fill color intensity(white to red) reflects statistical significance (decreasing p-value). The pathways above the dotted line
indicate significance at p < 0.05.
15