The normal SCFA dependent postprandial function of intestinal immune cells in the control of disease.

Research Project

Project/Area Number	23K10843
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	The University of Tokyo
Principal Investigator	戸田郷太郎東京大学, 医学部附属病院, 助教 (30780332)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000) Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000) Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords	肥満 / 腸管免疫細胞 / 短鎖脂肪酸 / 胆汁酸 / プロテアソーム / 免疫細胞 / 腸内細菌 / 肥満症
Outline of Research at the Start	本研究では肥満に保護的だと考えられている短鎖脂肪酸が維持し、代謝を正常に保つ腸管免疫細胞の正常な食後応答を明らかにし、その正常機能を肥満状態で維持することが肥満、また肥満に伴ってリスクが上昇する心血管疾患などの合併症を抑制しうるか検討する。食前食後の腸管免疫細胞の１細胞レベルの遺伝子発現変化、正常な短鎖脂肪酸濃度に接する初代培養マクロファージの遺伝子発現を検討し食後の正常な機能を維持する因子を明らかにする。特に食事摂取後の腸管免疫細胞の応答は炎症を増強しうる因子の発現も含まれるため、過剰な炎症を避けて正常な応答を維持する細胞内因子を探索しその機能を病態モデルで解析する。
Outline of Annual Research Achievements	肥満状態で障害される腸管免疫細胞の機能を解析するため、メタボローム、およびscRNA-seqを使用した。肥満状態、非肥満状態のマウスで小腸内容、門脈血のメタボローム解析を施行し、代謝物のレベルでは肥満により解糖系など複数の代謝経路が変動している結果が得られた。代謝調節機能が報告されている短鎖脂肪酸については、小腸内容では酪酸、プロピオン酸濃度の肥満による変化を認めなかったが、門脈血中では両者の濃度低下が見られた。小腸パイエル板のscRNA-seqによる１細胞解析では、代謝経路に関連する遺伝子のうち、骨髄系細胞での酪酸、プロピオン酸トランスポーターの発現が低下していたことから、腸管免疫細胞での短鎖脂肪酸の作用低下が肥満状態で代謝機能の変化で鍵となる可能性が考えられた。肥満マウスに酪酸を飲料水を介して1ヶ月給水すると腸管免疫細胞の食後遺伝子発現の応答が部分的に改善し、食後の高インスリン血症が改善した。IL-10欠損マウスでは酪酸の影響が抑制されたことから、この変化にはIL-10の正常な発現が必要だと考えられた。酪酸はHDAC阻害により作用すると報告されているが、初代培養マクロファージでは酪酸の存在下でHdac2が蛋白レベルで低下する事が明らかになり、Hdac2 mRNA発現の低下は見られず、プロテアソーム阻害薬によりHdac2蛋白の低下が見られなくなったことから、免疫細胞における酪酸の細胞内への取り込みによるプロテアソームの機能維持がHdac2の蛋白を正常に抑制する可能性があると考えられ、肥満抵抗性免疫細胞を作成する際の標的となる可能性が考えられた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 免疫細胞の遺伝子発現と周囲の代謝物について、統合的解析と細胞、動物モデルでの機能解析を進めることができている。
Strategy for Future Research Activity	骨髄系細胞特異的Hdac2欠損マウスを作成しており、研究期間中に機能解析を進める予定である。またIKB fragment-RFP発現ベクターを作成し、末梢血から蛋白分解機能を保持した細胞を選択する方法を検討する予定である。