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analysis of small intestine-specific bacteria in Crohn's disease and an investigation of TNFSF15, a disease-prone gene

Research Project

Project/Area Number 19K08401
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 53010:Gastroenterology-related
Research InstitutionJichi Medical University

Principal Investigator

Yamamoto Hironori  自治医科大学, 医学部, 教授 (10311937)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 矢野 智則  自治医科大学, 医学部, 教授 (30438634)
三浦 光一  自治医科大学, 医学部, 准教授 (90375238)
永山 学  自治医科大学, 医学部, 助教 (80741347)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsクローン病 / 腸内細菌 / 免疫 / 大腸菌 / 腸内細菌叢 / 小腸細菌叢 / 粘膜関連菌 / ダブルバルーン小腸内視鏡 / Escherichia coli / Ruminococcus gnavus / 小腸 / TNFSF15
Outline of Research at the Start

難治性炎症性腸疾患(IBD)の一つであるクローン病は生活の質(QOL)を大きく低下させる慢性疾患で、本邦で患者数が急増している疾患であることから、早急な対応が必要である。これまでクローン病における腸内細菌叢研究は主に糞便を用いて解析されてきたが、クローン病の病変の主座は小腸であり、小腸細菌叢が病態に大きく関与していることが示唆される。
本研究では小腸内視鏡で採取した小腸サンプルを用いて小腸細菌叢を解析し、クローン病の病態に関わる細菌を特定する。さらに、これらの細菌が腸管免疫系に与える影響やそのメカニズム(TNFSF15/DR3シグナル等の関与)について明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

We collected samples from the small intestine in 27 patients with Crohn’s disease and 17 control subjects. There was a significant difference in component of gut microbiota between Crohn’s disease and control subjects. At the species level, a total of 18 bacteria, including Escherichia coli, were increased in Crohn’s disease. We finally succeeded to isolate and culture 9 bacteria, including Escherichia coli. Then, germ-free mice were inoculated each bacterium or the mixture of bacteria. We found that immune cells were induced in the mucosa of small intestine, in which a strong induction of interferon-γ+CD4+T cells and a weak induction of interleukin-17+CD4+T cells. Escherichia coli was then inoculated into germ-free IL-10 KO mice or germ-free mice treated with anti-IL-10 antibody. These mice showed a exacerbation of inflammation of the small intestine. Thus, we concluded that Escherichia coli. Is associated with the development of Crohn’s disease.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

クローン病を含む炎症性腸疾患は難治性の疾患で、しかも若年者に多いことから、その発症は大きな社会的損失となる。近年、様々な治療薬が開発されているが、根本的な治療法は現時点で存在しない。以前から、腸内細菌叢とこれら疾患発症との関連が指摘されていたが、これまでは糞便を用いた研究であったため、そこで分離された細菌が原因菌なのか不明であった。今回我々は、病変の主座のある小腸から腸内細菌を分離し、モデル動物マウス投与において疾患を一部再現できることを明らかにした。よって本研究で得られた知見は今後新規治療法の開発に役立つと考えられ、その点においても社会的意義の大きい研究であったと自負している。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2020

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

  • [Journal Article] Small bowel: Device‐assisted endoscopy2022

    • Author(s)
      Yamamoto Hironori
    • Journal Title

      Digestive Endoscopy

      Volume: 34 Issue: S2 Pages: 79-82

    • DOI

      10.1111/den.14131

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Guidelines for endoscopic balloon dilation in treating Crohn's disease‐associated small intestinal strictures (supplement to the Clinical Practice Guidelines for Enteroscopy)2022

    • Author(s)
      Yamamoto Hironori、Yano Tomonori、Araki Akihiro、Esaki Motohiro、Ohtsuka Kazuo、Ohmiya Naoki、Oka Shiro、Nakase Hiroshi、Bamba Shigeki、Hirai Fumihito、Hosoe Naoki、Matsuda Tomoki、Mitsui Keigo、Watanabe Kenji、Ogata Haruhiko、Katsuki Shinichi、Matsumoto Takayuki、Fujishiro Mitsuhiro、Fujimoto Kazuma、Inoue Haruhiro
    • Journal Title

      Digestive Endoscopy

      Volume: 34 Issue: 7 Pages: 1278-1296

    • DOI

      10.1111/den.14429

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] What is desired in future studies of endoscopic balloon dilation for patients with Crohn's disease?2022

    • Author(s)
      Yano Tomonori、Kawarai Lefor Alan、Yamamoto Hironori
    • Journal Title

      Digestive Endoscopy

      Volume: 34 Issue: 4 Pages: 753-754

    • DOI

      10.1111/den.14286

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] TH1 cell-inducing Escherichia coli strain identified from the small intestinal mucosa of patients with Crohn’s disease2020

    • Author(s)
      Nagayama M, Yano T, Atarashi K, Tanoue T, Sekiya M, Kobayashi Y, Sakamoto H, Miura K, Sunada K, Kawaguchi T, Morita S, Sugita K, Narushima S, Barnich N, Isayama J, Kiridooshi Y, Shiota A, Suda W, Hattori M, Yamamoto H, Honda K.
    • Journal Title

      Gut Microbes

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 1788898-1788898

    • DOI

      10.1080/19490976.2020.1788898

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 小腸内視鏡診療の最前線と将来展望2022

    • Author(s)
      矢野 智則
    • Organizer
      日本消化器関連学会週間(JDDW)2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 消化器診療におけるdevice assisted endoscopyの発展に向けてDevice-assisted endoscopyの過去・現在・未来2022

    • Author(s)
      矢野 智則
    • Organizer
      第103回日本消化器内視鏡学会総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 消化管出血に対する診療の進歩 Gel immersion endoscopyに最適化したgelの流量と粘度に影響する因子2022

    • Author(s)
      矢野 智則, 大畑 淳, 平木 勇次, 三浦 義正, 坂本 博次, 砂田 圭二郎, 山本 博徳
    • Organizer
      第18回日本消化管学会総会学術総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] クローン病の小腸細菌叢解析から同定されたクローン病関連大腸菌は腸炎誘導能を有する2020

    • Author(s)
      永山学、矢野智則、関谷万理子、坂本博次、三浦光一、砂田圭二郎、河口貴昭、森田覚、本田賢也、山本博徳
    • Organizer
      第58回日本小腸学会総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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