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ショウジョウバエ腸管において細菌を見分ける新規メカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number 15J03552
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Functional biochemistry
Research InstitutionKanazawa University (2016-2017)
Tohoku University (2015)

Principal Investigator

堀 亜紀  金沢大学, 医薬保健学総合研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords腸管免疫 / 腸内細菌 / ショウジョウバエ
Outline of Annual Research Achievements

腸管内には大量の腸内常在菌が存在しているため、有害な病原性細菌は排除し、宿主にとって有益な働きをする腸内常在菌は適切に維持するための特別なメカニズムが腸管には存在する。私はショウジョウバエを用いて、この特別なメカニズムの解明に迫ろうと考えた。そこで、これまでに報告のなかったグラム陽性菌経口感染時の免疫応答の解析を行い、Imd経路を介してストレス応答因子の発現が誘導されることを明らかにした。この機構は既知の抗菌ペプチドの産生によらない全く新しい防御応答である。さらに、この防御応答の上流でグラム陽性菌の感染を認識してImd経路を活性化する機構は、既知の因子によらない新規の機構であることが示唆された。この機構として、私は病原性細菌や腸内常在菌に特有の低分子化合物を受容体が認識し、腸管での免疫応答を制御しているのではないかという仮説をたて検証を行うこととした。
本年度は、完全に微生物freeのハエを安定して作成し、さらに特定の細菌のみを定着させたノトバイオートハエも作成し解析を行った。無菌ハエが通常飼育時のハエと比べてどのような違いがみられるか、さらにその違いがノトバイオートハエでどのように変化するのかを調べるため、腸管を用いてRNA-seqにより網羅的に遺伝子発現変化を調べた。
その結果、無菌ハエの腸管において通常飼育ハエの腸管よりも発現量が低下していたものとして、生殖細胞の分化などに重要なRNA結合因子や、腸管幹細胞の恒常性維持や腸管の構造に重要な腸管上皮極性因子、さらには脂質代謝に関わる因子や複数のペプチドホルモン・神経伝達物質が見られた。これらの因子は、特定のノトバイオートハエにおいて発現の回復が見られるものと見られないものとにわけられた。
これらの結果から、ある特定の腸内細菌が免疫応答やストレス応答以外にも、特定の遺伝子発現や生理機能の調節を行っていることが示唆された。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Unexpected role of the IMD pathway in Drosophila gut defense against Staphylococcus aureus2018

    • Author(s)
      Hori A, Kurata S, Kuraishi T
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 495 Issue: 1 Pages: 395-400

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.11.004

    • NAID

      120006375092

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] ショウジョウバエ消化管での病原菌排除応答2017

    • Author(s)
      堀亜紀、倉石貴透
    • Journal Title

      月刊「細胞」

      Volume: 10月号

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Phagocytosis assay for apoptotic cells in Drosophila embryos.2017

    • Author(s)
      Nonaka, S., Hori, A., Nakanishi, Y., Kuraishi, T.
    • Journal Title

      Journal of Visualized Experiments

      Volume: 126 Issue: 126

    • DOI

      10.3791/56352

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A novel mode of induction of the humoral innate immune response in Drosophila larvae2017

    • Author(s)
      Hiroyuki Kenmoku, Aki Hori, Takayuki Kuraishi, and Shoichiro Kurata
    • Journal Title

      Disease Models & Mechanisms

      Volume: 10 Issue: 3 Pages: 271-281

    • DOI

      10.1242/dmm.027102

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 神経系によるショウジョウバエ腸管の構造と機能の制御2015

    • Author(s)
      見目裕之、堀亜紀、倉石貴透、倉田祥一朗
    • Journal Title

      蚕糸・昆虫バイオテック

      Volume: Vol. 84 Pages: 205-212

    • NAID

      130006162022

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Novel mode of induction of the innate immune response in Drosophila larvae2017

    • Author(s)
      Aki Hori
    • Organizer
      The 19th Takeda Science Foundation Symposium on Bioscience “Chronic Inflammation - Initiation, Progression and Resolution”
    • Place of Presentation
      大阪府
    • Year and Date
      2017-01-20
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reconstitution of mammalian gut microbiota in Drosophila intestine2017

    • Author(s)
      Aki Hori, Wataru Suda, Kenya Honda and Takayuki Kuraishi
    • Organizer
      EDRC 2017 (London, UK)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Establishment of techniques for long-term maintenance of germ-free Drosophila2017

    • Author(s)
      Aki Hori
    • Organizer
      3rd Makassar International Symposium on Pharmaceutical Sciences (Makassar, Indonesia)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ショウジョウバエ幼虫における無菌炎症の誘導に関わる新規経路の探索2017

    • Author(s)
      堀亜紀、見目裕之、野中さおり、福嶋和貴、山田夏美、川端真代、倉田祥一朗、倉石貴透
    • Organizer
      2017年度 生命科学系学会合同大会 ConBio2017 (神戸)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Reconstitution of mammalian gut microbiota in Drosophila intestine2016

    • Author(s)
      堀亜紀
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川県
    • Year and Date
      2016-12-02
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Guts, Germs, and Forceps2016

    • Author(s)
      堀亜紀
    • Organizer
      モデル動物研究会
    • Place of Presentation
      石川県
    • Year and Date
      2016-10-07
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ショウジョウバエの幼虫で無菌的に炎症を誘導する新規モデル2016

    • Author(s)
      堀亜紀
    • Organizer
      第8回 免疫適塾
    • Place of Presentation
      茨城県
    • Year and Date
      2016-09-03
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ショウジョウバエの幼虫で無菌的に炎症を誘導する新規モデル2016

    • Author(s)
      堀亜紀
    • Organizer
      第10回 昆虫ワークショップ
    • Place of Presentation
      静岡県
    • Year and Date
      2016-08-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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