大腸ムチンの質的・量的制御に関する分子機序の解明と大腸がん予防への展開
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21K05471
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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 38050:Food sciences-related
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| Research Institution | Ishikawa Prefectural University |
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Principal Investigator |
東村 泰希 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (70628924)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 大腸がん / 炎症性腸疾患 / ゴブレット細胞 / ムチン / レクチン / bach1 / 杯細胞 / 腸内細菌叢 |
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| Outline of Research at the Start |
大腸粘液層の脆弱化は大腸がん発症に関与することから，粘液層を強固に保つことが大腸がん予防において肝要である．しかし，大腸粘液の質的・量的な制御機構に関しては未だ不明な点が多く，粘液層を標的とした大腸がん予防確立における問題点となっている．申請者はこれまでに，抗酸化経路と腸管疾患に関する研究を展開しており，中でも抗酸化酵素群の発現を制御する転写抑制因子であるBach1に着目している．本研究では，Bach1が大腸粘液の性状を制御する様相を分子レベルで解析し，大腸がん予防におけるBach1制御の意義について明らかにすることを研究目的とする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
大腸粘液層の脆弱化は大腸がん発症に関与することから，粘液層を強固に保つことが大腸がん予防において肝要である．申請者はこれまでに，抗酸化経路と腸管疾患に関する研究を展開しており，中でも抗酸化酵素群の発現を制御する転写抑制因子であるBach1に着目している．本研究は，これら一連の成果の中で見出された「Bach1欠損に伴う大腸粘液分泌の亢進」という現象を発展させ，Bach1が大腸粘液の性状を制御する様相を分子レベルで解析し，大腸がん予防におけるBach1制御の意義について明らかにすることを研究目的とした．
これまでの研究経過において，Bach1欠損マウスでは，腸ムチンの糖鎖修飾様式が変化することを見出しており，その結果として，大腸ゴブレット細胞からのムチン分泌経路に異常が生じている可能性を示した．令和4年度においては，①Bach1の発現制御がムチン糖鎖修飾を変化させる仕組み，②Bach1欠損マウスにおけるムチン分泌能，上記2点を明らかにすることを目指し研究をおこなった．①に関しては，ムチン産生能を有するヒト大腸がん細胞株であるLS174T細胞を用いたin vitro試験をおこなった．RNA干渉やヘミン処理によるBach1の発現制御を実施し，ムチンの糖鎖修飾様式が変化するか否かを検証した．その結果，Bach1欠損マウスにおいて観察された糖鎖修飾様式の変化を検出することが出来なかった．一方で，②に関しては，大腸ゴブレット細胞からのムチン分泌を経時的に評価するため，マウス大腸を用いたin vivo腸管灌流法をおこなった．令和4年度の実績として，in vivo腸管灌流法の手技を確立させた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Bach1欠損に伴う大腸ムチンの質的変化に関する解析が順調に進行しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究経過において，Bach1遺伝子の欠損に伴い，ムチンの糖鎖修飾様式が変化し，その結果としてムチンの分泌異常が生じている可能性が示唆された．令和5年度においては，当該可能性の検証について，ムチン産生能を有するヒト大腸がん細胞株であるLS174T細胞を用いたin vitro試験と，マウス大腸を用いたin vivo腸管灌流法を施行する予定である．令和4年度に実施したin vitro試験の結果より，Bach1発現制御に伴うムチン糖鎖修飾の変化を検出することが出来なかった．この要因として，RNA干渉やヘミン処理ではBach1発現低下の程度が不十分であったことが考えられる．従って，今年度はCRISPR-Cas9システムを用いたBach1ノックアウト細胞株を樹立する予定である．また，レンチウィルスベクターを用いたBach1高発現系も構築し，Bach1が大腸ムチンの性状を制御する様相を分子レベルで明らかにすることを目指す．一方で，ムチン分泌能の評価に際しては，令和4年度に確立させたin vivo腸管灌流法を用いる予定である．ATPやプロスタグランジンE2，コリン作動薬などをムチン分泌刺激物質とし，野生型マウスとBach1欠損マウスの大腸ムチン分泌能を比較検証する．
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Report
(2 results)
Research Products
(20 results)
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[Journal Article] Lycopene intake induces colonic regulatory T cells in mice and suppresses food allergy symptoms.2022
Author(s)
Ushiroda C, Takagi T, Fuke N, Mizushima K, Hirai Y, Higashimura Y, Harusato A, Kamada K, Uchiyama K, Ishikawa T, Aizawa K, Suganuma H, Itoh Y, Naito Y.
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Journal Title
Pediatr Allergy Immunol.
Volume: 33
Issue: 1
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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