腸管上皮細胞における自然免疫応答スパイラル機構解析

• Project Area: Conversion of tumor-regulation vector to intercept oncogenic spiral accelerated by infection and inflammation
• Project/Area Number: 25114703
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 土屋 輝一郎 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 寄附講座准教授 (40376786)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥11,960,000 (Direct Cost: ¥9,200,000、Indirect Cost: ¥2,760,000); Fiscal Year 2014: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2013: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
• Keywords: 長期自然免疫応答モデル / Atoh1 / 大腸初代培養 / シグナルスパイラル / 酸化ストレス

Outline of Annual Research Achievements

本邦では潰瘍性大腸炎患者が急増しており、それに伴う発癌患者の増大が懸念されている。炎症発癌の特徴は粘液産生癌が多いことであるが、我々は腸管上皮分化制御因子であるAtoh1の蛋白安定性が粘液産生のみならず、癌幹細胞形質・悪性形質獲得に必須であることを証明した。さらにAtoh1蛋白安定性はTNFαなどNFkBシグナルが関与することを見いだし、持続炎症状態における上皮細胞変化が発癌形質に影響すると考えた。そこで我々は世界で初めてマウス大腸上皮幹細胞の初代培養系を確立し、初代培養細胞における持続炎症刺激モデルを構築した。TNFα, Flagellinの刺激にて一過性のIL-8上昇を認めるが、４週間持続刺激によりIL-8の再上昇を認めたことから自然免疫応答がスパイラル状態にあることを発見した。そこで、本研究では初代培養における応答スパイラル機構を解明し、潰瘍性大腸炎の大腸上皮初代培養細胞によるスパイラル状態評価法を構築することで、免疫応答スパイラルの予防もしくはリセットを行い、炎症発癌の発症を抑制することを目的とする。本年度はマウス大腸初代培養細胞における長期自然免疫応答システムの解析を行い、NFkBシグナル亢進、非可逆性の酸化ストレス状態であることを明らかとした。さらに倫理審査委員会承認のもとヒト小腸・大腸上皮細胞の初代培養系も確立し、炎症性腸疾患患者からの初代培養も開始しておりヒト解析を遂行する環境を整えた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Suppressing TGFβ signaling in regenerating epithelia in an inflammatory microenvironment is sufficient to cause invasive intestinal cancer. (2015)
  • Author(s): Oshima H, Nakayama M, Han TS, Naoi K, Ju X, Maeda Y, Robine S, Tsuchiya K, Sato T, Sato H, Taketo MM, Oshima M.
  • Journal Title: Cancer Res. Volume: 75 Issue: 4 Pages: 766-776
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-14-2036
  • NAID: 120005593962
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Associations of HLA class I alleles in Japanese patients with Crohn's disease. (2015)
  • Author(s): 102)Oryoji D, Hisamatsu T, Tsuchiya K, Umeno J, Ueda S, Yamamoto K, Matsumoto T, Watanabe M, Hibi T, Sasazuki T.
  • Journal Title: Genes Immun. Volume: 16 Issue: 1 Pages: 54-56
  • DOI: 10.1038/gene.2014.61
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Fluorescent labelling of intestinal epithelial cells reveals independent long-lived intestinal stem cells in a crypt. (2014)
  • Author(s): N. Horita, K. Tsuchiya, R. Hayashi, K. Fukushima, S. Hibiya, M. Fukuda, Y. Kano, T. Mizutani, Y. Nemoto, S. Yui, R. Okamoto, T. Nakamura, M. Watanabe
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 454 Issue: 4 Pages: 493-499
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.10.091
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] RIPK3 regulates p62-LC3 complex formation via the caspase-8-dependent cleavage of p62. (2014)
  • Author(s): Y. Matsuzawa , S. Oshima, Y. Nibe, M.Kobayashi, C. Maeyashiki, Y. Nemoto, T. Nagaishi, R. Okamoto R, K. Tsuchiya, T. Nakamura, M. Watanabe.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 456(1) Issue: 1 Pages: 298-304
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.11.075
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Distinct expression patterns of Notch ligands, Dll1 and Dll4, in normal and inflamed mice intestine. (2014)
  • Author(s): Shimizu H, Okamoto R, Ito G, Nakata T, Suzuki K, Murano T, Mizutani T, Tsuchiya K, Nakamura T, Hozumi K, Watanabe M.
  • Journal Title: PeerJ Volume: 2 Pages: e370-e370
  • DOI: 10.7717/peerj.370
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Hes1 promotes the IL-22-mediated antimicrobial response by enhancing STAT3-dependent transcription in human intestinal epithelial cells (2014)
  • Author(s): Murano T, Okamoto R, Ito G, Nakata T, Hibiya S, Shimizu H, Fujii S, Kano Y, Mizutani T, Yui S, Akiyama-Morio J, Nemoto Y, Tsuchiya K, Nakamura T, Watanabe M
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 443 Issue: 3 Pages: 840-846
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.12.061
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Lineage-specific expression of Bestrophin-2 and Bestrophin-4 in human intestinal epithelial cells. (2013)
  • Author(s): Ito G, Okamoto R, Nakamura T, Watanabe M et al
  • Journal Title: PloS One. Volume: 8 Issue: 11 Pages: e79693-e79693
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0079693
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] IL-7 promotes long-term in vitro survival of unique long-lived memory subset generated from mucosal effector memory CD4+ T cells in chronic colitis mice. (2013)
  • Author(s): Takahara M, Nemoto Y, Oshima S, Matsuzawa Y, Kanai T, Okamoto R, Tsuchiya K, Nakamura T, Yamamoto K, Watanabe M.
  • Journal Title: Immunol Lett. Volume: 156 Issue: 1-2 Pages: 82-93
  • DOI: 10.1016/j.imlet.2013.09.001
  • NAID: 120005468269
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Th1/Th17-Mediated Interstitial Pneumonia in Chronic Colitis Mice Independent of Intestinal Microbiota. (2013)
  • Author(s): Nemoto Y, Watanabe M et al
  • Journal Title: J Immunol. Volume: 190 Issue: 12 Pages: 6616-6625
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1202930
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 【特集：機能性消化管障害(FGID):診断と治療の進歩】I. FGIDの基本的知識 4. 感染症や腸内細菌の意義（免疫学的異常について） (2013)
  • Author(s): 土屋輝一郎
  • Journal Title: 日本内科学会雑誌 Volume: 102 Pages: 25-31
• [Journal Article] 消化管幹細胞と消化器がん幹細胞 (2013)
  • Author(s): 土屋輝一郎
  • Journal Title: 日本内科学会雑誌 Volume: 102 Pages: 2273-2278
  • NAID: 10031202663
• [Presentation] The Acquisition of Cancer Stemness by Atoh1 in Colitis Associated Cancer (2015)
  • Author(s): Kiichiro Tsuchiya, Keita Fukushima, Mamoru Watanabe
  • Organizer: 8th Annual World Congress of Regenerative Medicine & Stem Cells
  • Place of Presentation: 釜山（韓国）
  • Year and Date: 2015-03-21
  • Invited
• [Presentation] Innate immune spiral of intestinal epithelial cells by the long-term inflammation. (2014)
  • Author(s): Tsuchiya K, Hibiya S, Watanabe M:
  • Organizer: The 73rd Annual Meeting of the Japanese Cancer Association
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
  • Year and Date: 2014-09-25
• [Presentation] Molecular mechanism in the pathogenesis of the colitis-associated colorectal cancer. (2014)
  • Author(s): Tsuchiya K
  • Organizer: The 32th Annual Meeting of Japanese Society for Cytoprotection & Cytobiology
  • Place of Presentation: Kyoto, Japan
  • Invited
• [Presentation] Live imaging of single cell reveals single stem cell dynamics in an organoid derived from murine small intestine (2013)
  • Author(s): Horita N, Tsuchiya K, Hibiya S, Fukushima K, Kano Y, Xiu Zheng, Okamoto R, Nakamura T , Watanabe M
  • Organizer: DDW2013
  • Place of Presentation: Orland, USA
• [Presentation] Stabilization of Atoh1 protein by TNF-α in colitic cancer might acquire the cancer stemness.DDW2013 (2013)
  • Author(s): Tsuchiya K, Fukushima K, Kano Y, Hibiya S, Horita N, Xiu Zheng, Okamoto R,Nakamura T, Watanabe M
  • Organizer: DDW2013
  • Place of Presentation: Orland, USA
• [Presentation] Atoh1 protein stabilization acquired cancer stem cell phenotype and niche in colon cancer (2013)
  • Author(s): Kano Y, Tsuchiya K, Okamoto R, Nakamura T: Watanabe M
  • Organizer: GI Research Academy
  • Place of Presentation: Kyoto, Japan
• [Presentation] Atoh1proteinstabilizationacquiredcancerstemcell phenotype and niche in colon cancer (2013)
  • Author(s): Kano Y, Tsuchiya K, Watanabe M
  • Organizer: 第72回日本癌学会学術集会
  • Place of Presentation: 横浜、パシフィコ横浜
• [Presentation] Cancer Stemness In Mucinous Colon Cancer. (2013)
  • Author(s): Tsuchiya K, Kano Y, Watanabe M
  • Organizer: BIT's 6th Annual World Congress of Regenerative Medicine & Stem Cells-2013.
  • Place of Presentation: 大連、中国
  • Invited
• [Presentation] 消化管幹細胞と消化器癌幹細胞 (2013)
  • Author(s): 土屋輝一郎
  • Organizer: 第110回 日本内科学会講演会
  • Place of Presentation: 東京、東京国際フォーラム
  • Invited
• [Presentation] 全小腸マッピング生検検体を用いた網羅的遺伝子発現解析によるクローン病特異的遺伝子の同定 (2013)
  • Author(s): 堀田伸勝、土屋輝一郎、渡辺 守
  • Organizer: 第85回 日本消化器内視鏡学会総会
  • Place of Presentation: 京都、京都国際会館
• [Presentation] 炎症関連大腸がんにおける悪性形質獲得機構解析 (2013)
  • Author(s): 土屋輝一郎
  • Organizer: がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動 公開シンポジウム.
  • Place of Presentation: 東京
  • Invited
• [Presentation] Atoh1発現大腸癌における幹細胞形質獲得とニッチ形成 (2013)
  • Author(s): 加納嘉人、土屋輝一郎、渡辺 守
  • Organizer: JDDW2013
  • Place of Presentation: 東京
• [Presentation] 白血球除去療法（LCAP）による潰瘍性大腸炎の治療戦略 (2013)
  • Author(s): 土屋輝一郎
  • Organizer: JDDW2013
  • Place of Presentation: 東京
  • Invited
• [Presentation] 全小腸マッピング生検によるクローン病病態解析 (2013)
  • Author(s): 土屋輝一郎、堀田伸勝、林 亮平、日比谷秀爾、福島啓太、加納嘉人、渡辺 守
  • Organizer: 第51回 小腸研究会
  • Place of Presentation: 名古屋、名古屋国際会議場