| Project/Area Number |
19KK0196
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 47:Pharmaceutical sciences and related fields
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
島岡 要 三重大学, 医学系研究科, 教授 (40281133)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
朴 恩正 三重大学, 医学系研究科, 准教授 (20644587)
高娃 阿栄 三重大学, 医学系研究科, 助教 (50643805)
伊藤 亜紗実 三重大学, 医学部附属病院, 助教 (80740448)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | インテグリン / マイクロRNA / RNA干渉 / 植物RNA / タイ伝統医学 / 薬草 / 抗炎症作用 / タイ薬用植物 / T細胞 / 細胞移動 / 抗菌 / 抗炎症 / エキソソーム / 新型コロナウイルス / 薬用植物 / 腸管免疫 / 炎症性サイトカイン / 細胞接着 |
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| Outline of Research at the Start |
植物由来マイクロRNAはエピジェネティックな制御性因子として細胞内で機能するだけでなく、エキソソームに乗って異種細胞にも伝搬し、種を超えた「トランス・キングダムRNA干渉」を誘導し、植物の生体恒常性維持に貢献しているが、ヒトへの効果は不明である．本研究では「薬用植物エキソソームに含まれるマイクロRNAが、抗炎症効果を発揮する重要成分である」という学術的な仮説を検証する．タマサート大学医学部Itharat准教授との国際共同研究により、薬用植物よりエキソソームを分離し、炎症性腸炎の治療標的分子の発現を抑制する効果をもつ植物マイクロRNAを同定する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物由来マイクロRNAはエピジェネティックな制御性因子として細胞内で機能するだけでなく、エキソソームに乗って異種細胞にも伝搬し、種を超えた「トランス・キングダムRNA干渉」を誘導し、植物の生体恒常性維持に貢献しているが、ヒトへの効果は不明である．タイ薬用植物から分泌さるエキソソームが含有するマイクロRNAが、トランスキングダム的なRNA干渉誘導作用をすることで、多彩な薬効を発揮する可能性を検証することが本研究の概要である。本研究で使われる植物に関しては、タイ・タマサート大学医学部タイ伝統医療応用研究センター長のItharat准教授との国際共同研究により、タマサート大学薬用植物園で栽培されている国外持ち出しが禁止された希少な薬用植物であるため、本研究を遂行するために、代表研究者らが直接タマサート大学に出向き実験を行い、植物エキソソームを分離し、様々な試験管内、細胞学、動物モデル実験を行うつもりであった。しかし、最近までコロナの影響でタマサート大学に訪問して研究することが長らく出来なかったが、本年度はタマサート大学を訪問し研究指導と共同研究の打ち合わせをすることができた。またコロナ禍中もタマサート大学より研究員や大学院生を受け入れ、この研究環境の中でも、本共同研究の開始時にタマサート大学から入手した植物抽出物を用いて細胞学実験を実施している。特に、この抽出物が免疫細胞で抗炎症機能を誘導するような実験結果を出している。またヒトマイクロRNAの探索により、インテグリンの発現を転写因子レベルで制御するマイクロRNA候補を見出しているので、このマイクロRNAと配列相同性の高いマイクロRNAを、タイ薬草由来のマイクロRNA群の中から見つけ出すアプローチも考慮する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題では、タイ薬用植物のエクソソームを含む抽出液が、リンパ球の遊走を抑制する一方、特定細胞の接着分子インテグリンと走化性を誘導するケモカイン受容体の細胞表面の発現を増加させるという一部矛盾した研究結果をえている。具体的には日本国内に持ち込み可能であったタイ薬用直物2種類から抽出した植物抽出物（X-extract、Y-extract）の免疫細胞への機能調節効果を、免疫系の細胞株を用いて検討している。使用した細胞株は、TK1とEL4で両細胞はT細胞である。サンプル（XとY）の作製のにエタノール抽出を行った場合は、まず細胞に対するエタノールの容量依存的な毒性を検討した後に細胞学的な実験を行った。その結果に基づき、細胞にエタノール毒性のない20 ug/mlのextractを3日間処理したところ、インテグリンLFA-1の発現は変化しなかったが、インテグリンα４β７の発現は約50％増加した。またケモカイン受容体CCR9, CCD10, CX3CR1の発現も約50％増加した。しかしTranswellアッセイを用いたケモカイン濃度勾配により誘発させる走化性は、20 ug/mlのextract処理により30％程度減少した。遊走能阻害のメカニズムはインテグリンやケモカイン受容体阻害ではないと考えられるので、細胞骨格タンパクへの干渉など新たなメカニズムが想定される。また興味深いことに、植物extract を処理したTK1とEL4ではインターロイキン-22（IL-22）の発現が増加することが確認された。IL-22は、病原性細菌感染に反応して免疫細胞から生産されるサイトカインであり、腸管上皮細胞に発現するその受容体に結合し、抗菌や粘膜免疫に重要な防御能力の増強に関わる。植物extractが細菌感染に対して、T細胞を介して腸管上皮細胞の抗菌粘膜免疫を誘導させることが考えられる
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| Strategy for Future Research Activity |
マイクロRNAに着目した研究アプローチにより、リンパ球でのインテグリン発現を調節しているマイクロRNAの候補を見出している。このマイクロRNAによる転写因子の調節などインテグリン発現制御のメカニズムを明らかにし、生理的刺激や病態生理的刺激との関連を明らかにし、さらにタイ薬草マイクロRNAとの関係性（配列相同性）を検討する。なお国際共同研究を実施している代表研究者の島岡と分担研究者の朴は、2019年度まではタマサート大学出身の研究協力者の大学院生（P、I、W）の研究指導を通じて共同研究を実施し、2021年度以降はタマサート大学出身の2人のタイ留学生大学院生（M、L）の研究指導を実施することにより共同研究を実施している。このように我々は、タマサート大学出身でタイ薬用植物の研究経験を持つ研究者らと国際共同研究を数年間行ってきているので、薬用植物の作用機序の解明に必要な重要な人的ネットワークの構築ができている。本年度のタイ・タマサート大学訪問時に、薬用植物からのエキソソーム分離の手法について確認し、現地でのエキソソーム調製が可能であることを確認した。しかしタイ薬草（ハーブ）由来のサンプルを日本に輸送するにはクリアしなければならない法的課題があり今後の問題である。本研究課題においては、植物extractを用いての研究を遂行しその抗炎症・粘膜免疫の誘導効果を明らかにしていく。さらに、代表研究者と分担研究者が可能な範囲の中で現地に直接出向き研究を遂行し、植物エキソソームを分離し炎症モデルの標的分子の発現の制御効果の持つマイクロRNA候補群を同定し、また、炎症性腸疾患のようなマウス炎症モデルに経口投与し同定されたマイクロRNAの抗炎症効果を検証することが今後の課題である。
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