2015 Fiscal Year Annual Research Report
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15H05657
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
新 幸二 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (60546787)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 腸内細菌 / 粘膜免疫 / Th17細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Th17細胞は、IL-17を高産生するヘルパーT細胞の一種であり、通常飼育下のマウスでは腸管粘膜固有層に多く存在している。Th17細胞は細胞外寄生細菌や真菌の感染防御に重要な細胞であるが、一方で過剰な活性化が自己免疫疾患の発症につながることが示唆されており適切な制御が必要である。我々はこれまで、マウス腸内常在細菌であるセグメント細菌が腸管Th17細胞の誘導・活性化に必須の役割を担っていることを明らかにしてきたが、ヒト腸内にセグメント細菌と同等の細菌が存在しているかはまだよくわかっていない。そこで本研究では、ヒト腸内に存在する細菌の中から腸管Th17細胞を誘導する細菌種の単離・同定を目的とした。
はじめにヒト腸内細菌の中でTh17細胞を誘導する細菌が存在しているかを検討するため、潰瘍性大腸炎患者の便を無菌マウスへ経口投与したところ、腸管Th17細胞の有意な増加が確認できた。このことから、潰瘍性大腸炎患者の便中に腸管Th17細胞を誘導する細菌が存在していることが明らかになった。そこで次にどのような細菌種がTh17細胞の誘導に関与しているのかを特定するため、潰瘍性大腸炎患者の便投与マウスに抗菌スペクトルの異なる4種類の抗生剤を投与した。その結果、アンピシリン投与において腸管Th17細胞の誘導が増強されたため、アンピシリン投与で生き残っている細菌種がTh17細胞の誘導に関与していることが強く示唆された。そこで、アンピシリン処理マウスの盲腸内容物に存在している細菌の培養を行い、クロストリジウム属、ビフィドバクテリウム属、バクテロイデス属の合計20種類の細菌株を単離することに成功した。単離した20菌株のみを無菌マウスに投与すると腸管で強いTh17細胞の誘導が見られたことから、ヒト腸内においてこれら20菌株が腸管Th17細胞の誘導に関与していると推測される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
おおむね計画書通りに進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
同定したTh17細胞誘導細菌がどのようなメカニズムでTh17細胞の誘導を促進しているかを明らかにするため、以下の手順で研究を進める。
1.同定したTh17細胞誘導細菌とTh17細胞を誘導しない細菌からゲノムを精製し、次世代シークエンサーでゲノム解読を行う。Th17細胞誘導細菌と誘導しない細菌を無菌マウスに定着させ、大腸内容物または盲腸内容物から細菌由来のDNAおよびRNAを抽出し、メタゲノム解析、メタトランスクリプトーム解析を行う。また同時に大腸内容物または盲腸内容物からメタボローム解析を行う。以上の解析を統合して、Th17誘導細菌が特異的に生成している物質、産生している物質を同定する。
2.上の解析により同定された候補因子をin vivo、in vitro両方からTh17細胞誘導に関与しているか解析する。In vivoではTh17細胞を誘導しない細菌を定着させたマウスに候補因子を投与することでTh17細胞が誘導されるかを検討する。In vitroではヒトのT細胞株またはマウスのT細胞の培養中に候補因子を添加することでTh17細胞の誘導が促進されるか検討を行う。
一方で、現在同定しているTh17細胞誘導細菌は小腸粘膜固有層にはほとんど影響を与えない。これは、マウスにおけるセグメント細菌とは異なる性質であり、ヒトにおいても小腸粘膜固有層のTh17細胞を誘導する腸内細菌が存在していると考えている。そこで、可能であれば小腸バイオプシーサンプルを無菌マウスに投与することにより、小腸粘膜固有層のTh17細胞を誘導する細菌を同定したいと考えている。
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Research Products
(1 results)
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[Journal Article] Th17 Cell Induction by Adhesion of Microbes to Intestinal Epithelial Cells2015
Author(s)
Atarashi K, Tanoue T, Ando M, Kamada N, Nagano Y, Narushima S, Suda W, Imaoka A, Setoyama H, Nagamori T, Ishikawa E, Shima T, Hara T, Kado S, Jinnohara T, Ohno H, Kondo T, Toyooka K, Watanabe E, Yokoyama S, Tokoro S, Mori H, Noguchi Y, Morita H, Ivanov II, Sugiyama T, Nunez G, Camp JG, Hattori M, Umesaki Y, Honda K.
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Journal Title
Cell
Volume: 163
Pages: 367-380
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
