Elucidation of the mechanism and pathway for duodenal carcinogenesis related to dysbiosis of duodenal mucosa-related microbiota

Research Project

Project/Area Number	21K07947
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 53010:Gastroenterology-related
Research Institution	Kyoto Prefectural University of Medicine
Principal Investigator	土肥統京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (60599752)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	廣瀬亮平京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (50795383) 高木智久京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70405257)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000) Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) 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)
Keywords	十二指腸粘膜由来細菌叢 / オルガノイド / メタゲノム / メタボローム / 十二指腸粘膜関連細菌叢 / 十二指腸癌
Outline of Research at the Start	本応募課題では、十二指腸癌と関連する十二指腸粘膜由来細菌叢（duodenal mucosa-associated microbiota: D-MAM）から産生される腸内細菌叢由来発癌関連因子による十二指腸粘膜の遺伝子・分子異常について、腸管オルガノイド技術を駆使して解析し、十二指腸癌の早期発見や予防につながる先制医療の戦略開拓を行う。
Outline of Annual Research Achievements	本研究では十二指腸癌と関連する十二指腸粘膜由来細菌叢（duodenal mucosa-associated microbiota: D-MAM）から産生される腸内細菌叢由来発癌関連因子による十二指腸粘膜の遺伝子・分子異常について、腸管オルガノイド技術を駆使して解析し、十二指腸癌の早期発見や予防につながる先制医療の戦略開拓を行う予定である。十二指腸内視鏡検査において十二指腸癌患者および非癌患者を選定し、内視鏡下の粘膜ブラシ検体サンプリングを行った。回収した粘膜ブラシ検体から次世代シークエンサーを用いて16S rRNAメタゲノム解析を行い、大量の配列を取得し、相同性検索および系統分類解析を実施した。腫瘍群：健常群=30：24例であった。腫瘍群において、多様性を比較したところ、α多様性は部位による差を認めず、β多様性はWeighted, Unweightedともに口腔粘膜と十二指腸粘膜で有意差を認めた。腫瘍表面と周辺粘膜のMAMを比較したところ、門レベル、属レベルで占有率に有意差のあるものは認めなかった。十二指腸粘膜において腫瘍群と健常群を比較すると、門レベルでは、p__Firmicutes、p__Bacteroidetesが腫瘍群で減少していた。属レベルではg__Lactobacillus、g__Prevotella、g__Neisseriaが腫瘍群で減少しており、g__Pseudomonasやg__Faecalibacteriumが腫瘍群で増加していた。さらに、腫瘍群と健常群の口腔粘膜を比較すると、属レベルではg__Actinomyces、g__Granulicatellaが腫瘍群で増加していた。今後、メタボローム解析を行い、十二指腸粘膜由来細菌叢における代謝経路、MAM新規代謝物を同定する。また、サンプルよりサイトカイン、mRNA発現による遺伝子発現解析を行い、十二指腸癌発癌に繋がる新規候補代謝物・遺伝子産物の同定を行う予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason COVID19の影響で検体採取が遅れていたが、メタボローム解析を開始した。
Strategy for Future Research Activity	メタゲノム解析が終了次第、メタボローム解析を進める。同時に剖検体から得られた十二指腸上皮オルガノイドを培養し、樹立する方法を確立する。