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Role of microbiome on neutrophil recruitment in tissue injury

Research Project

Project/Area Number 19H03716
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 55010:General surgery and pediatric surgery-related
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

Honda Masaki  熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 特定研究員 (80573609)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 日比 泰造  熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (10338072)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2019: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Keywords好中球 / 腸内細菌叢 / 組織修復 / 生体イメージング / マイクロバイオーム
Outline of Research at the Start

組織修復過程における免疫機構を解明することは全ての外科手術において重大な課題である。近年、免疫システムの構築において腸内細菌叢が重要な役割を果たすことが明らかになってきているが、そのメカニズムについては不明な点が多い。好中球は組織損傷時、炎症をはじめとする自然免疫応答において生理病理学的に主要な働きを演じるが、同時に組織修復過程でも必須の働きをしている。本研究では生体イメージング法を用いて腸内細菌叢が炎症及び組織修復における好中球の動態・機能に与える影響を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

1. Tissue repair of the liver in Abx-treated mice: Using two-photon laser-scanning microscopy (TPLSM) and liver thermal injury methods, we found that 1) neutrophils phagocytosed the necrotic cells and contributed to the removal, and 2) the removal of necrotic cells, vascular regeneration and collagen deposition was delayed in Abx-treated mice.
2. Changes in neutrophil dynamics during liver injury: Using flow cytometry, we found that administration of Abx reduced the total number of neutrophils in blood and bone marrow (BM). A more detailed examination revealed that both Ly6Gint and Ly6Ghi neutrophils was affected. When the liver was thermally injured and observed with a TPLSM for 4 hours, neutrophil accumulation at the damaged site was suppressed. These results suggest that use of broad-spectrum Abx not only reduces the number of neutrophils in blood and BM, but also impairs neutrophil accumulation at the site of liver damage, delaying the tissue repair.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

組織修復過程における免疫機構を解明することは全ての外科手術において重大な課題である。近年、免疫システムの構築において腸内細菌叢が重要な役割を果たすことが明らかになってきているが、そのメカニズムについては不明な点が多い。本研究では、広域抗生剤投与により血中・骨髄中の好中球数減少がもたらされることに加え、肝臓障害部位への好中球集積が障害され組織修復過程が遅延することを示した。これらは組織修復メカニズムの解明において、腸内細菌叢-好中球-組織修復の相互作用に着目した新たな知見であると考える。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Directly recruited GATA6+ peritoneal cavity macrophages contribute to the repair of intestinal serosal injury2021

    • Author(s)
      Honda Masaki、Kadohisa Masashi、Yoshii Daiki、Komohara Yoshihiro、Hibi Taizo
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 7294-7294

    • DOI

      10.1038/s41467-021-27614-9

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Perivascular localization of macrophages in the intestinal mucosa is regulated by Nr4a1 and the microbiome2020

    • Author(s)
      Honda Masaki、Surewaard Bas G. J.、Watanabe Mayuki、Hedrick Catherine C.、Lee Woo-Yong、Brown Kirsty、McCoy Kathy D.、Kubes Paul
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 1329-1329

    • DOI

      10.1038/s41467-020-15068-4

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 腸内細菌叢が古典的単球由来マクロファージ及び腹腔内マクロファージの組織障害部位への集積に与える影響2021

    • Author(s)
      本田 正樹、門久政司、日比 泰造、Kubes, Paul
    • Organizer
      第121回日本外科学会定期学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] DSS 腸炎における腹腔内マクロファージの役割2021

    • Author(s)
      門久政司、本田正樹、入江友章、川端誠一、磯野香織、山本栄和、中野美和子、菅原寧彦、Kubes, Paul、日比泰造
    • Organizer
      第121回日本外科学会定期学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 腸管恒常性維持におけるマクロファージと腸内細菌叢の関係2021

    • Author(s)
      本田 正樹
    • Organizer
      第42回日本炎症・再生医学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 腸内細菌叢が腸管CX3CR1+マクロファージのバリア機構構築に与える影響2020

    • Author(s)
      本田 正樹、日比 泰造、Paul Kubes
    • Organizer
      第120回日本外科学会定期学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 腹腔内GATA6+マクロファージの腸管修復における役割2020

    • Author(s)
      本田 正樹、日比 泰造、Paul Kubes
    • Organizer
      第57回日本小児外科学会学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 手術侵襲を受けた組織の修復における腸内細菌叢の役割2019

    • Author(s)
      本田 正樹、日比 泰造、Paul Kubes
    • Organizer
      第119回日本外科学会定期学術集会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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