胎児期～新生児早期からの腸管免疫寛容誘導により壊死性腸炎治療の可能性を探る

• Project/Area Number: 20K17574
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 55010:General surgery and pediatric surgery-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 山木 聡史 東北大学, 医学系研究科, 大学院非常勤講師 (30747887)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 壊死性腸炎 / 腸管免疫 / 低い出生体重児 / 新生児 / 免疫寛容 / 低出生体重児

Outline of Research at the Start

マウス経口免疫寛容NECモデルを作成し、その病態の解明及び治療法の開発を目指す。食事抗原に感作された母体由来のIgG及びその免疫複合体を含む母乳を介した新生児への経口免疫寛容の誘導がNEC発症の抑制に寄与する事、また免疫複合体の新生児への経口投与(ワクチン)のNEC治療法としての有効性を解明する。さらにこの免疫寛容の成立に重要な胎児性 Fc 受容体(Neonatal Fc receptor, FcRn)の欠損マウスを用いたNEC病態解析と、FcRnヒトホモログであるFCGRT遺伝子のヒトNEC症例でのゲノム解析を行い、NEC発症におけるFcRnの機能を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

壊死性腸炎（NEC）は腸管免疫の未熟性を背景とし過剰免疫応答により発症するとされており、特にToll-like receptor(TLR4)に関連した過剰免疫応答が注目されている。また、胎児性Fc受容体(FcRn)は腸管に発現し、腸管免疫制御に重要な役割を果たすことが知られており、ヒト組織における、TLR4、FcRnの発現状況を検証する。
NECおよび関連する病態である特発性/限局性腸管穿孔(FIP/LIP)、胎便関連性腸閉塞症（MRI）により手術を施行した症例の手術検体や手術時の臨床情報を収集した。
TLR４,FcRnの免疫染色用の抗体を購入し、条件検討を行い現在、上記症例のパラフィンブロックを薄切し、免疫染色を施行中である。免疫染色後には、染色したスライドをAperio AT2(Leica microsystems, Japasn)を用いて、デジタル変換を行い、画像解析ソフト(Halo imaging analysis software; Indica Labs, New Mexico,USA)を用いて解析予定である。
また胎児および新生児剖検検体の消化管（小腸、大腸）および肺、腎臓などの非消化管組織検体も入手し、ミネラルコルチコイド受容体および11β-HSDの免疫染色を行い、胎児期から出生後の経時的な変化を検討した。ミネラルコルチコイド受容体および11β-HSDは水分代謝のみならず、消化管免疫への関与することが知られており、壊死性腸炎発症メカニズムとの関連を検討中である。
本研究では、TLR4,FcRnの腸管上皮における発現と腸管免疫経時的変化を測定し、ヒト組織における腸管免疫の未熟性を検討し、NECなどの病因との関連と発症機序を解明したいと考えている

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究代表者が岩手県在住で、研究機関との行き来が新型コロナウィルス感染症の流行のため制限されていたが、流行が落ち着きつつあり、研究機関との往来も可能となり、また東北大学以外に宮城県立こども病院との連携も可能となったため、研究を進めている。

Strategy for Future Research Activity

引き続き宮城県立こども病院および東北大学での手術標本、臨床情報、胎児、新生児の剖検検体を収集する。TLR４,FcRnなどの免疫染色用の抗体はすでに購入し、条件検討を行っており、免疫染色を実施中である。免疫染色後解析は、上述のごとく染色したスライドをAperio AT2(Leica microsystems, Japasn)を用いて、デジタル変換を行い、画像解析ソフト(Halo imaging analysis software; Indica Labs, New Mexico,USA)を用いて解析予定で、免疫染色およびその解析は、必要な機材なども含め宮城県立こども病院および東北大学病理部の協力のもと実施可能な状況にある。
LR4,FcRnの腸管上皮における発現に注目した本研究において、関連する疾患による違い、胎児や新生児を含む剖検例の正常腸管との比較、同一症例における腸管免疫の状態の経時的変化などを解析することにより、ヒト組織における腸管免疫の未熟性を背景とするNECなどの病態が解明できると考えている。本研究を推進することにより、NECなどの疾患の病因とその発症機序を解明したいと考えている。
またミネラルコルチコイド受容体および11β-HSDの消化管での発現た出生前後で大きく変化することにも注目し、腸管免疫や壊死性腸炎発症との関連を検討したいと考えている。