シンバイオテイクスの粘膜免疫機構を活かした自己免疫疾患の予防・治療に関する研究

• Project/Area Number: 21K11597
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: 久保 薫 奈良県立医科大学, 医学部, 研究員 (20254493)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 友田 恒一 川崎医科大学, 医学部, 教授 (90364059)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); 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: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: シンバイオテイクス / 関節リウマチ / 腸内細菌 / 腸内細菌叢

Outline of Research at the Start

アジュバント関節炎を好発するLewis系ラットの大腸の粘膜関連リンパ組織（Mucosa-associated Lymphoid Tissue, MALT）の形態及び機能に対するGFOB【G:グルタミン, F:食物繊維（ポリデキストロース）, O:オリゴ糖（ラクチュロース）, B:ビフィズス菌 の混合物】摂取の影響を検討する。次に、GFOB摂取によるアジュバント関節炎の後肢足蹠の腫脹及び骨密度減少に対する改善効果と大腸MALTの形態及び機能との相関性を検討する。これらの結果を踏まえて、ビフィズス菌の大腸内投与によるアジュバント関節炎ならびに大腸MALTの形態及び機能への影響を試みる予定である。

Outline of Annual Research Achievements

自己免疫疾患、なかでも関節リウマチ患者は高齢化社会の進行とともに増加しており、根治的な予防・治療法の開発が急務である。近年、腸内細菌と関節リウマチの発症・進展との関連に関して研究が進められているが、予防・治療方法には至っていない。 これまでシンバイオテイクス【GFOB, G:グルタミン, F:食物繊維（ポリデキストロース）, O:オリゴ糖（ラクチュロース）, B:ビフィズス菌 の混合物】の８週間の摂取が①自然発症高血圧ラットの喫煙曝露により誘発される肺気腫の気腔形成、②Ⅱ型糖尿病マウスにおける皮膚の創傷遅延、③Lewis系ラットのイミキモド軟膏塗布による乾癬様皮膚炎の紅斑と肥厚及び④慢性腎疾患の進展を改善すること並びにGFOとBの組み合わせが不可欠であることを見出した。加えて、GFOBの８週間の摂取が関節リウマチモデルであるLewis系ラットのアジュバント関節炎における腫脹及び骨破壊を軽減し、更にLewis系ラットにおいて腸内細菌叢の大半を占めるBacterodetes 門とFirmicutes門の不均衡が認められたが、GFOBの摂取により改善され、また有機酸の産生に関与するActinobacteria門の占有率（％）が有意に増加し、酢酸と酪酸の糞便中濃度が有意に増加した。これらの結果により、二次リンパ組織の一種である粘膜関連リンパ組織（Mucosa-associated Lymphoid Tissue, MALT）、その代表格である小腸のパイエル板を介した自然免疫や獲得免疫の関与が推察された。一方、ビフィズス菌が最も多く生存する大腸のMALTとGFOBの改善効果の関連は明らかではない。シンバイオテイクスの概念を基に大腸のMALTを標的とした研究の展開を考えている。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

Lewis系ラットのアジュバント関節炎における腫脹及び骨破壊を軽減したGFOBの再現性を検討したところ、アジュバント関節炎の誘発後に軟便あるいは下痢を発症する個体が現れ、この場合は腫脹の軽減が認められなかった。そこでポリデキストロースを２分の１に調整し、またラクチュロースを約６分の１に調整して改変したGFOB（改変GFOB）のアジュバント関節炎の腫脹への効果を検討したが、軟便あるいは下痢の発症は見られないものの腫脹の軽減には至らず、腸内細菌叢の不均衡も改善されなかった。GFOBあるいは改変GFOBを８週間摂取させた後において、GFOB摂取により盲腸内容物中の酢酸と酪酸の濃度が有意にすることが認められ、糞便での検査結果と同様であった。一方、改変GFOB摂取では認められなかった。盲腸内容物中のIgA量はGFOB摂取あるいは改変GFOB摂取のいずれもが影響しなかった。新たな知見として血清中のエンドトキシン濃度が通常飼料、セルロース欠食飼料及び改変GFOB添加飼料において差は認められなかったが、GFOB添飼料の摂取により減少が認められた。

Strategy for Future Research Activity

GFOB摂取の後のアジュバント関節炎誘発に伴う軟便あるいは下痢により再現性が得られないことへの対処方法が究明されない現状から、他の関節炎モデルでGFOB摂取による腫脹軽減を検討するするとともに血中エンドトキシン濃度に関連するタイトジャンションとの関連性を検討する。