表皮型脂肪酸結合タンパク質と長鎖脂肪酸による腸内細菌選別機構
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20K08274
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 53010:Gastroenterology-related
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
鈴木 良地 秋田大学, 医学系研究科, 准教授 (20396550)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | パイエル板 / 脂肪酸結合タンパク質 / 脂肪酸 / 腸管粘膜免疫 / パイエル版 / 表皮型脂肪酸結合タンパク質 / マクロファージ / Axl / Gas6 / phosphatidylserine / 貪食 / AnnexinV / 腸内細菌叢 |
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| Outline of Research at the Start |
近年腸内細菌叢の重要性が言われているが、そもそも異物である腸内細菌は何故排除されないのだろう。申請者が腸管粘膜免疫の主要な組織であるパイエル板での発現を確認した表皮型脂肪酸結合タンパク質（Epidermal fatty acid binding protein: EFABP）は脂肪酸と結合して機能するタンパク質である。これがEFABPの腸管免疫への直接関与と等価であるなら、腸管免疫の一部は細菌自体ではなく腸管内の脂肪酸により駆動することになる。このとき脂肪酸量がパイエル板機能を駆動する閾値以下になると細菌は排除されない。本研究で脂肪酸とEFABPが腸内細菌叢の決定因子の一つであるかを検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究｛ （鈴木、2009）、基盤研究（C）：22590186, 17K09368 ｝で脂肪酸と結合することで機能性タンパク質として働く、表皮型脂肪酸結合タンパク質（Epidermal fatty acid binding protein: EFABP）が腸管粘膜免疫機構を構成する主要な組織の一つであるパイエル板上皮内のM細胞、粘膜下の樹状細胞、胚中心マクロファージに発現しており、EFABP発現が腸管内抗原の識別機構として働くことが示唆された。
EFABPと親和性のある不飽和長鎖脂肪酸であるオレイン酸、飽和脂肪酸であるパルミチン酸をそれぞれ300mg/kg/day、14日間経口投与をした結果、オレイン酸投与群でM細胞のEFABP免疫陽性反応が増強し、通常主に上皮下にあるS100陽性細胞の上皮内での観察頻度が増える傾向が観察された。また、濾胞樹状細胞で通常みられないは直径1マイクロメートルの顆粒を蓄える傾向が観察された。
胚中心マクロファージの貪食は膜タンパク質であるAxlと分泌タンパク質であるGas6の複合体が、アポトーシス細胞の表面に露出するphosphatidylserin(PS)を認識することで亢進するが、これとEFABP発現の関係をRAW264.7細胞で確認した。EFABP発現により、Axl発現は増加し、また、Axlの分布がより細胞膜に偏った。EFABPの脂肪酸結合ドメインに変異をいれるとAxl発現量は若干低下し、また、Axlの細胞膜への配向が阻害された。Gas6にはこれらの変化はみられなかった。EFABP発現によるAxlの発現局在の変化に同期してPSコートポリスチレンビーズの取り込み能が低下した。
以上より、EFABP―脂肪酸の複合体がパイエル板内で上皮下への抗原提示、B細胞分化、胚中心マクロファージの貪食能を正にコントロールすることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
EFABPとAxl, Galectin4との親和性をEFABPとGFPのfusion protein を抗GFP抗体を用いたco-immunoprecipitationで検討した際、非常に粘性の高い凝集塊が生じることがあった。これは細胞懸濁液中にDNaseIを加えることでバッファーへの可溶化が出来たため、genomic DNAを含む複合体と考えられた。当初の計画では、EFABPの認識するgenomic DNA配列の解析を先行させる予定だったが、これを実施するための条件検討が必要になったため、EFABP発現下で脂肪酸を負荷すること起きる変化を観察することを先行させた。
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| Strategy for Future Research Activity |
EFABPが認識するgenomic DNA配列を検討する。 DNAを含む凝集塊の形成を懸濁バッファーの組成と量を検討して、これの形成が少なくとも軽減する条件を見つける。EFABPの強制発現系と脂肪酸結合ドメイン変異型EFABP強制発現系を比較すると細胞懸濁液中に形成される凝集塊の形成が脂肪酸結合ドメインへの変異で軽減される印象があり、脂肪酸と結合することで認識する配列が変化することが予想された。EFABPの認識する配列、とこれが脂肪酸負荷で変化するのかを解析していく予定である。認識する配列のライブラリーはCut & Run kitを用いる。解析は試行錯誤する予算と時間が限られるので自前で行わず、ＢＧＩ等に外注する予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(7 results)
