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Investigation of mechanisms in dysbiosis and GVHD post allo HSCT and its therapeutic application

Research Project

Project/Area Number 20K22901
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0902:General internal medicine and related fields
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

Fujiwara Hideaki  岡山大学, 大学病院, 助教 (90743683)

Project Period (FY) 2020-09-11 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords移植片対宿主病 / 造血細胞移植 / 腸管上皮細胞 / ミトコンドリア / 酸素代謝 / 腸内細菌
Outline of Research at the Start

同種造血幹細胞移植は血液悪性疾患に対する根治療法だが、致死的な合併症である移植片対宿主病(以下GVHD)のため高齢患者への適応はごく一部に限定される。しかし、高齢化社会に伴い血液悪性疾患の患者は増加の一途であり、GVHDを軽減した安全な移植法の開発が喫緊の課題である。
近年、腸内細菌叢の乱れ(以下dysbiosis)とGVHDの関連性が報告されているが、その意義は不明である。本研究はこの関連性の発祥機序をを明らかにすることで、新たなGVHDのメカニズムを解明し腸管上皮細胞をターゲットとしたGVHDの新規予防・治療法を開発し、高齢化社会のニーズに答えることを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

Graft-versus-host disease (GVHD)is a major complication in allogeneic hematopoietic stem cell transplantation (bone marrow transplantation). The pathogenesis of GVHD is well studied as the immune cell mediated system but GVHD can be refractory to various treatments once it developed. In this study, we investigated other mechanisms that caused and exacerbated GVHD; GVHD→disturbance of mitochondrial respiration in intestinal epithelial cells→increased oxygen in cells→increased oxygen in the intestinal lumen→dysbiosis→exacerbated GVHD. This novel insight brought a new strategy to GVHD prophylaxis and treatment independent of immunosuppressive therapies. We will target mitochondria as a therapeutic target to establish new strategies to prevent and treat GVHD post allogeneic hematopoietic stem cell transplantation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は免疫細胞により攻撃される体組織(特に重症となる腸)に着目し、GVHDによって引き起こされる組織の変化を実験的に明らかにしています。GVHDによる腸内細菌叢の乱れが腸内環境の乱れであることに着目し、この原因が腸の細胞の呼吸・エネルギー産生器官であるミトコンドリア障害であることを明らかにしました。今後はミトコンドリアを標的とした治療法を確立し、体組織を丈夫にすることでGVHDを低減する安全な同種造血幹細胞移植法を確立することを目的としています。これによりこれまで同種造血細胞移植の適応とならなかった高齢者にも安全にかつ有効な治療を可能とすることを目指しています。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Crosstalk Between Intestinal Microbiota Derived Metabolites and Tissues in Allogeneic Hematopoietic Cell Transplantation2021

    • Author(s)
      Fujiwara Hideaki
    • Journal Title

      Frontiers in Immunology

      Volume: 12

    • DOI

      10.3389/fimmu.2021.703298

    • NAID

      120007180271

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mitochondrial complex II in intestinal epithelial cells regulates T cell-mediated immunopathology2021

    • Author(s)
      Fujiwara Hideaki、Seike Keisuke、Reddy Pavan, et al.
    • Journal Title

      Nature Immunology

      Volume: 22 Issue: 11 Pages: 1440-1451

    • DOI

      10.1038/s41590-021-01048-3

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 組織代謝・恒常性と腸管GVHD2021

    • Author(s)
      藤原 英晃
    • Organizer
      第43回日本造血・免疫細胞療法学会総会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Gut microbiome, metabolites and tissue metabolism in GVHD2021

    • Author(s)
      藤原 英晃
    • Organizer
      83rd Annual Meeting of Japanese Society of Hematology
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 腸管上皮細胞の組織代謝・恒常性と腸管GVHD2021

    • Author(s)
      藤原英晃
    • Organizer
      第43回日本造血細胞移植学会総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 腸上皮におけるミトコンドリア電子伝達系酵素複合体IIは腸管GVHDにおける代謝チェックポイントである2020

    • Author(s)
      藤原英晃
    • Organizer
      第82回日本血液学会学術集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-09-29   Modified: 2023-01-30  

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