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腸道菌相、維生素K與健康之國際學術演講座談會

│發表單位:運動科學研究所 │發表日期:2012-12-21
日本講者Professor Michio Komai參觀運動科技研究室之合影照片
黃啟彰老師代表運科所致贈感謝狀於Professor Michio Komai

【文/運科所 黃啟彰助理教授 / 吳睿兒碩士班研究生】

現今營養學的研究主題著重於健康促進、疾病預防以及身體功能提升。提供人體所需要的營養成分是取決於個體是否有均衡的食物以及個體的腸道菌相狀態。故瞭解腸道菌相與宿主間互利共生的關係為當前生物醫學相當關注之重要議題。維生素K除了參與血液凝集作用之外,最新的文獻指出維生素K具有調控睪固酮(Testosterone)生合成之作用,且對於骨質密度也具有正面提升的效果,然而其詳細的作用機制為何,國內尚未有任何相關研究報告。

為了持續強化與提升我校學生與國內外研究機構之學術交流,進而提升其運科知能以及國際觀等學習能力,運科所今年度向教務處申請獲得補助國外專家學者學術演講座談會,邀請國際知名營養學專家尤其專長於腸道菌相與維生素K生合成研究,同時擔任許多國際學術期刊專業審查之學者,目前服務於國際知名日本東北大學營養科教授駒井三千夫(Dr. Michio Komai),就維生素K之生合成來源、維生素K調控睪固酮合成之分子作用機制及其最新的研究發展與應用,並針對腸道微生物最新相關研究議題以及腸道菌相在運動過程中能量供應系統所扮演之可能角色進行學術演講、交流以及互動教學,全程以英語進行。

首先針對「腸道菌相與健康」這部分,由本次演講交流得知腸道菌相的分佈情形已被歐美學者陸續證實會影響代謝異常或能量利用不平衡,而和目前高發生率的慢性疾病如:肥胖、代謝症候群、糖尿病以及非酒精性脂肪肝等形成皆有密切相關性。舉例來說:以美國國家科學院院士Gordon為首的研究團隊在2006年Nature期刊所發表的內容指出,成人腸道中大約存在著1013到1014個微生物,其中Firmicutes與Bacteroidetes就佔了約90%,然而肥胖者腸道中Bacteroidetes較少而Firmicutes佔較高比例,該份報告首次證實腸道菌相的分佈與組成是造成肥胖的關鍵因素。

另外,就維生素K生合成來源部分,綜合講者過去20年從事的研究心得與結果,維生素K1,即Phylloquinone (VK1)來自食物中的蔬果;維生素K2,即Menaquinones (MK-n, VK2)源自微生物;維生素K3則屬合成型式僅用於動物飼料對人體有毒性。在體內,上述所有維生素K結構類似物都會轉換成MK-4的型式儲存於不同組織部位,其含量由高至低大致為:胰臟、腎臟、心臟、睪丸、腦、脾臟以及肝臟。且講者的實驗室為世界首度證實維生素K結構類似物轉換成MK-4是不會透過腸道微生物進行,而是組織內本身就存在的酵素協助進行,至於是何種確切的酵素,僅有一位日本學者Nakagawa於2010年的Nature期刊指出可能是UBIAD1所參與負責,不過講者認為應該還有其他酵素協助參與,故值得進一步研究。

最後一部份,講者則是整理歸納該實驗室近期所發表的實驗數據,針對維生素K調控睪固酮生合成之發現與最新研究進展作詳細的解說。雖然協助維生素K催化蛋白質作用的兩 個主要酵素VK epoxide reductase (VKOR)與-Glutamyl carboxylase (GGCX)主要存在於肝臟,但是講者研究團隊卻發現MK-4在睪丸的含量卻遠高於肝臟所在位置,因此,他們隨即針對MK-4在睪丸位置所參與的生化代謝路徑進行探討,最後發現MK-4具有提升睪固酮含量增加的作用,並證實該調控機制主要是透過PKA、CREB以及CYP11A等重要分子進行。

我們亦安排講者至國內知名研究機構「財團法人國家實驗研究院國家實驗動物中心」進行三方學術交流,期間由余俊強主任、黃彥智研究員以及莊曉莉助理研究員負責接待,同時於會後一同參訪其國際等級的無菌動物設施(Germ free system)。

藉由舉辦此次跨國學術交流活動,除了可以使學生能獲得國際上最新營養與能量轉換之學術議題,得與國際接軌。亦可提升學生核心能力使其能夠具備運動科學國際觀,並增加本所學生赴國外研究與研習之機會。同時,也期望藉由本次與跨單位、跨國之學術交流活動,能夠加速本所教師與國內跨領域團隊之合作關係,藉以厚實研發能量。同時,透過與國外學者之間的直接互動模式,藉以持續提升本校之學術聲望與國際地位。

以下內容是碩士班一年級研究生參與本次活動的心得資料:
這是我入學來參加的第一場講座,演講內容令我受益良多。Dr. Michio Komai為日本東北大學營養系的教授,此次研究主題最令我感到印象深刻的主題為Vitamin K。Vitamin K為目前營養科學界十分熱門的議題,Dr. Michio Komai這次演講帶給我們很多國內還沒有發表的研究報告內容,令人耳目一新。感謝學校時常辦與此類與國外學者交流的獎座,在交流過程中得以學習新知與了解國外學者做研究的方向與態度,故激盪出我們的研究靈感,亦使我們更有國際觀。