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Paneth細胞α-defensinの多様性が担う腸内エコシステムの解明

Research Project

Project/Area Number 22KJ0033
Project/Area Number (Other) 21J22110 (2021-2022)
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022)
Section国内
Review Section Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

篠崎 竜我  北海道大学, 生命科学院, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywordsα-defensin / Paneth細胞 / 腸内細菌叢 / 腸内イオン濃度 / 腸内環境
Outline of Research at the Start

小腸陰窩基底部のPaneth細胞から分泌されるα-defensinは選択的殺菌活性により腸内細菌叢を制御することで,宿主と腸内細菌,食の複雑な相互作用により形成される腸内エコシステムの制御に寄与していると考えられる。しかし,α-defensinの腸内細菌に対する殺菌活性がどのよ うに規定されるかは不明である。本研究は腸内エコシステムの影響を受け相互作用するイオンがα-defensinの殺菌活性に与える影響を解析し ,Paneth細胞が腸内エコシステムを制御するメカニズムの解明を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

令和5年度は、マウスα-defensinであるcryptdin 全アイソフォームの腸管内腔分泌量を低下させたマウス(α-defensins decreased mice: αDDM)と野生型マウスに高脂肪食(60%脂肪)を14週間摂取させ、経時的な体重変動や、糖代謝に関連する解析を行うことでα-defensin減少による腸内細菌叢破綻が腸内エコシステムの変動を介して2型糖尿病などの生活習慣病の形成に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。αDDMは高脂肪食負荷後、3週以降14週にかけて野生型と比較して高い体重上昇率を示した。ブドウ糖負荷試験と血漿中インスリン濃度測定をしたところ、高脂肪食負荷後6週においてブドウ糖投与による血糖値変動において2 群間で差は認められなかった一方、血漿中インスリン濃度は、αDDMにおいて野生型と比べてブドウ糖投与後15 分とAUCで有意に高い値を示した。以上より、αDDMは、高脂肪食負荷後6 週において、インスリン抵抗性を生じたことが示された。高脂肪食負荷後12 週において、αDDMは野生型と比べて、ブドウ糖投与15 分から120 分にかけて有意に高い血糖値を示し、また血漿中インスリン濃度は、AUC (Area Under Curve)で有意に高値を示した。以上より、αDDMは高脂肪食負荷後12 週において、野生型より早期に2型糖尿病を発症したことが示された。これらの結果は、すでに本研究の成果において2型糖尿病モデルの腸上皮直上のイオン濃度が変動することを示されていることから、α-defensin分泌量とイオン濃度により形成される腸内エコシステムの理解を促進するとともに、生活習慣病の新規予防法および治療法開発への貢献が期待される。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2022 2021

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

  • [Journal Article] Reactive granulopoiesis depends on T-cell production of IL-17A and neutropenia-associated alteration of gut microbiota2022

    • Author(s)
      Chen Xuanzhong、Hashimoto Daigo、Ebata Ko、Takahashi Shuichiro、Shimizu Yu、Shinozaki Ryuga、Hasegawa Yuta、Kikuchi Ryo、Senjo Hajime、Yoneda Kazuki、Zhang Zixuan、Harada Shinpei、Hayase Eiko、Ara Takahide、Ohigashi Hiroyuki、Iwakura Yoichiro、Nakamura Kiminori、Ayabe Tokiyoshi、Teshima Takanori
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 119 Issue: 48 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1073/pnas.2211230119

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Hemodynamic response to intestinal pH stimulation measured with spectroscopic video imaging2022

    • Author(s)
      Funane Tsukasa、Yokoi Yuki、Kikuchi Masashi、Shinozaki Ryuga、Ayabe Tokiyoshi、Atsumori Hirokazu、Nishimura Ayako、Nakamura Kiminori、Kandori Akihiko
    • Journal Title

      Biomedical Physics & Engineering Express

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 017001-017001

    • DOI

      10.1088/2057-1976/aca20a

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 腸管恒常性維持における病原菌と常在菌の選択的センシングによるPaneth細胞顆粒分泌調節2022

    • Author(s)
      横井友樹, 大平修也, 松岡温音, 海堀唯人, 篠崎竜我, 綾部時芳, 中村公則
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ER-Stress-Associated Misfolding of Paneth cell α-defensin Induces Dysbiosis and ileitis in a Murine Model of Crohn’s Disease2021

    • Author(s)
      Yu Shimizu, Kiminori Nakamura, Aki Yoshii, Yuki Yokoi, Mani Kikuchi, Ryuga Shinozaki, Syunta Nakamura, Syuya Ohira, Rina Sugimoto, Tokiyoshi Ayabe
    • Organizer
      World Microbe Forum
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Dynamics of Paneth cell granule secretory responses to bacteria in innate enteric immunity2021

    • Author(s)
      Yuki Yokoi, Kiminori Nakamura, Shuya Ohira, Ryuga Shinozaki, Mani Kikuchi, Tokiyoshi Ayabe
    • Organizer
      World Microbe Forum
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2021-05-27   Modified: 2024-12-25  

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