| Project/Area Number |
20H03125
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 42010:Animal production science-related
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 隆 信州大学, 先鋭領域融合研究群バイオメディカル研究所, 特任教授 (70510436)
重盛 駿 信州大学, 先鋭領域融合研究群バイオメディカル研究所, 助教(特定雇用) (90803487)
荻田 佑 信州大学, 学術研究院農学系, 助教 (50738010)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
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| Keywords | 乳酸菌 / オリゴDNA / 微粒子 / 腸管 / 腸管上皮 / 腸肺相関 / 肺静脈心筋細胞 / 免疫 / 経口 |
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| Outline of Research at the Start |
申請者は、優れた免疫機能を有する乳酸菌オリゴDNA（DNA短鎖）を有効成分とする、胃液に溶けず、腸まで届く経口用DNAナノカプセル（DNanocap）の開発に成功した。しかし、DNanocapを用いた経口投与と乳酸菌オリゴDNAを直接注射により投与した場合では、異なる免疫作用が発揮されることが明らかとなった。そこで本研究では、腸管上皮に送達されたオリゴDNAがもたらす免疫作用機序の解明を目指し、経口投与vs注射投与で免疫作用に違いが生じる現象についての調査を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
Previously, we developed acid-resistant particles (ODNcap) as an oral delivery device for ODNs. When taken up by intestinal mucosal cells, these edible ODNs retained their immunomodulatory activity. The ability to produce particles containing immunomodulatory ODNs opens the possibility of using ODNcaps in mouse disease model studies. This study showed that free feeding of an ODNcap-feed prophylactically attenuates allergic airway inflammation, hyperresponsiveness, and goblet cell hyperplasia in an asthma model. Using transcriptomics-driven approaches, we demonstrated that injury of pulmonary vein cardiomyocytes accompanies an allergen inhalation challenge but is inhibited by ODNcap feeding. We also showed the participation of an airway antimicrobial peptide and gut microbiota in the ODNcap-mediated effects. This approach may lead to developing novel foods and feeds that will prevent or suppress many types of infectious, allergic, inflammatory, and autoimmune diseases.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究により、アレルギー性気管支炎の病態は、肺静脈心筋細胞の傷害を伴うことを発見し、乳酸菌オリゴDNA微粒子（ODNcap）の摂取は、この傷害を軽減することを見出した。これらの結果は、ODNcapが腸管を起点とする腸肺相関に関与していることを示唆している。今後は、ODNcapの有効性、安全性、治療可能性、および作用機序を検証するためのさらなる研究が必要である。乳酸菌オリゴDNAを有効成分とする気道炎症に対する予防薬や、機能性素材（食品素材や核酸医薬）の開発に役立つ知見が得られた。
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