口腔内細菌による自然免疫活性化が誘導する大腸癌増悪化機構の解明

• Project/Area Number: 20K23048
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0907:Oral science and related fields
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 岡野 徳壽 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, プロジェクト研究員 (70886663)
• Project Period (FY): 2020-09-11 – 2021-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥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: 大腸炎 / 歯周炎 / フゾバクテリウム / 大腸癌 / サイトカイン / 口腔内細菌 / インフラマソーム

Outline of Research at the Start

ヒト臨床検体を用いた研究から、Fusobacterium nucleatum （Fn）は口腔内に定着する歯周炎関連細菌でありながら、大腸癌の病態や予後の増悪化を促進することが多数の報告から示唆されている。しかしその増悪化メカニズムは未だ明らかになっていない。
本研究では、自己免疫疾患だけではなく腸内細菌叢の構成にも関与しているインフラマソーム活性化を中心として、マウスモデルを用いてFnと大腸癌の増悪化との相関関係を解明し、さらにインフラマソームの活性化を引き起こしている細菌因子を同定することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、歯周炎関連細菌Fusobacterium nucleatum （Fn）によるインフラマソーム活性化と腸内細菌叢の変化および大腸癌の増悪化との相関関係を解明し、さらにインフラマソームの活性化を引き起こしている細菌因子を同定することを目的として研究を行ってきた。まず最初に、Fnによる大腸炎増悪化プロトコルの確立を目指した。Fnを７日間マウスC57BL/6の消化管内へと投与したのち、2％硫酸デキストランを７日間飲水にて摂取させ、さらに通常飲水に戻した。大腸上皮細胞の再生やターンオーバーが始まると予想される通常飲水２日目にFn感染およびDSS投与マウスが劇症型の下痢症状を呈したため、サクリファイスしマウス大腸の長さの計測と組織切片の観察を行い、さらにタンパク質をウエスタンブロット、サイトカインアレイおよびELISA法を用いて解析した。その結果、マウス大腸組織においてFnが感染することで、非感染群と比べ、大腸の長さは約６０％ほどに萎縮し、炎症像も亢進していることが示唆された。感染群においてインフラマソームの活性化は非感染群に比べて減弱したが、アポトーシスが亢進していることが示された。同様にサイトカインアレイやELISA法を用いてタンパク質の定性、定量分析を行うと、炎症マーカーは減弱していた。以上の結果から、Fnは大腸組織内において大腸炎による上皮細胞の再生段階においてアポトーシスを亢進することで炎症反応の抑制を行ない、結果、大腸炎の病態そのものを亢進している可能性が示された。
今後はこの大腸炎増悪化が大腸癌の病態に影響を及ぼすか、また、Fnの大腸組織内におけるインフラマソーム活性化の生理的意義について解析していく予定である。