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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

Research Project

Project/Area Number 20K08274
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

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

Principal Investigator

鈴木 良地  秋田大学, 医学系研究科, 准教授 (20396550)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
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)
Keywordsパイエル板 / 脂肪酸結合タンパク質 / 脂肪酸 / 腸管免疫粘膜 / 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
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。

Outline of Annual Research Achievements

これまでの研究{(鈴木、2009)、基盤研究(C):22590186, 17K09368}で明らかにした表皮型脂肪酸結合タンパク質(Epidermal Fatty Acid Binding Protein: EFABP)のパイエル板での発現局在から腸管粘膜免疫の抗原認識とEFABPとの関係が示唆された。
EFABPを発現するM細胞と接するfibroblast reticular cellに発現するS100タンパク質免疫陽性反応が上皮内に観察される。 EFABP、S100タンパク質を強制発現したマウス腸管上皮由来のcolon26細胞を共培養すると両者の接触面でEFABP発現側にS100タンパク質の取り込み像が見られた。In vivoではS100タンパク質発現細胞により上皮と上皮下が境界されるので、上記によりM細胞と樹状細胞が接近することで粘膜下への抗原提示の効率を亢進することが考えられた。
また、胚中心マクロファージは最も強くEFABP発現する。RAW264.7細胞へのEFABP強制発現系で①PSの細胞外局在をロックするAnnexinV分泌亢進、②PS受容体である、Gas6-Axl複合体を形成するAxlの発現量とその局在を制御することで貪食を亢進することが示せた。EFABP配列自体は特定の細胞内コンパートメントに親和性を持たないが、共役タンパク質の検索で同定できたGalectin4はapical側にsortされるタンパク質であり、EFABPの強制発現でAxl局在が細胞膜に偏る所見との関係が予想された。GFP単独、EFABPあるいは脂肪酸結合ドメイン変異EFABPとのGFP融合タンパク質を発現させ、抗GFP抗体による免疫沈降を行うとEFABP発現で共沈するGalectin4シグナルが増強し、脂肪酸結合ドメイン変異導入で減少することが見いだされた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

EFABP-GFP融合タンパク質の免疫沈降で共沈するGalectin4のシグナル強度が不安定でEFABPが関係した機能タンパク質の局在をうまく説明できる所見の再現性に問題が生じた。また、M細胞とfibroblast reticular cellの相互作用のモデルとして導入したcolon26細胞を用いたEFABP発現細胞とS100タンパク質発現細胞の接触面でEFABP発現側にS100タンパク質が取り込まれる所見自体は確かであるが、観察頻度が低く、論文として発表するのには足りないと思われた。他の培養系での再検討を試みていたところに申請者のコロナ感染により実験継続に支障が生じた。

Strategy for Future Research Activity

抗GFP抗体を用いた免疫沈降で細胞懸濁液の濃度を調整し、また、免疫沈降磁気ビーズの撹拌をより均一なものにするためにテーブルトップ型の撹拌機を私費で購入し、再度実験する。colon26細胞を用いたEFABP発現細胞とS100タンパク質発現細胞の接触面でEFABP発現側にS100タンパク質が取り込まれる所見自体は確かであるが、観察頻度が低く、論文として発表するのには足りないと思われた。Caco2細胞にEFABPを発現させ、S100タンパク質をNIH3T3細胞に発現させた共培養系で再検討中である。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020

All Presentation (9 results)

  • [Presentation] 腸管内脂肪酸負荷とenterochromaffin cellにおける脂肪酸結合タンパク質5型発現変化2024

    • Author(s)
      鈴木良地、大和田裕二、板東良雄
    • Organizer
      第129回 日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 腸管神経系の腸管内容センシング機構における表皮型脂肪酸結合タンパク質発現2023

    • Author(s)
      鈴木良地、大和田裕二、板東良雄
    • Organizer
      第69回東北・北海道連合支部学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 表皮型脂肪酸結合タンパク質-Axl相互作用による貪食制御2023

    • Author(s)
      鈴木良地、大和田祐二、板東良雄
    • Organizer
      演題募集 第128回 日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 表皮型脂肪酸結合タンパク質によるphosphatidylserine (PS)接着装置の細胞内局在制御2022

    • Author(s)
      鈴木良地、大和田祐二、板東良雄
    • Organizer
      演題募集 第127回 日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 表皮型脂肪酸結合タンパク質のphosphatidylserine(PS)受容体を介した貪食亢進機構2022

    • Author(s)
      鈴木良地、大和田祐二、板東良雄
    • Organizer
      第68回東北・北海道連合支部学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 表皮型脂肪酸結合タンパク質によるphosphatidylserine (PS)接着装置の細胞内局在制御2022

    • Author(s)
      鈴木良地、大和田祐二、板東良雄
    • Organizer
      第127回 日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 表皮型脂肪酸結合タンパク質による パイエル板胚中心マクロファージの取り込み亢進2021

    • Author(s)
      鈴木良地、大和田祐二、板東良雄
    • Organizer
      日本解剖学会 第 67 回東北 ・ 北海道連合支部学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 5型脂肪酸結合タンパク質によるマウスパイエル板マクロファージ貪食亢進2021

    • Author(s)
      鈴木良地、大和田祐二、板東良雄
    • Organizer
      第126回 日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 表皮型脂肪酸結合タンパク質による パイエル板胚中心マクロファージの取り込み亢進2020

    • Author(s)
      鈴木良地、大和田祐二、板東良雄
    • Organizer
      日本解剖学会 第 6 6 回東北・北海道連合支部学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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