腸管上皮オートファジーによる粘膜免疫調節機構の解明

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K15288
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 永石 宇司 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 助教 (60447464)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡邉 守 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (10175127)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 炎症性腸疾患 / 粘膜免疫 / オートファジー

Outline of Annual Research Achievements

本研究は申請者らがこれまで見出してきた「腸管粘膜の免疫恒常性は上皮細胞内のオートファジーと粘膜内リンパ球間における連鎖・協調によって制御される」という独自の概念や知見を基盤として、腸管上皮細胞と粘膜内T細胞あるいはB細胞とのクロストーク、およびそれによる粘膜内の特異的免疫調節機構における分子メカニズムについて着目している。その結果、本研究では当該研究期間に以下のような成果が得られた。１）野生型C57BL6マウスの大腸組織から上皮細胞を単離し、長期培養系を樹立させた。２）ここに阻害薬によってオートファジーを阻害しつつ、継代培養を継続できる条件を見出した。３）これらの培養上皮細胞から蛋白質を抽出し生化学的解析を行った結果、LC-3Ⅱの発現が抑制されていることやp62の発現が上昇していることを確認した。４）一方、これらの培養上皮細胞にレトロウイルスベクターGFP-RVおよびDsRed-RVを用いて遺伝子を導入しつつ、継代培養を継続できる条件を確認した。５）さらに、マウスから単離したT細胞を上記の培養上皮細胞と共培養する条件を見出した。これらの研究成果は生理的な条件下における正常腸管上皮細胞のオートファジー機能をin vitroで詳細に解析できる可能性、またその条件下における免疫学的解析も可能であることを示唆する。さらに現在、このメカニズムが関連すると考えられるその他の遺伝子発現に着目し、その解析を進めている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

腸管粘膜の免疫調節機構は上皮細胞とリンパ球のクロストークが根幹にあり、上皮細胞のオートファジーがその中枢を担っていることに着目しているが、今回マウス大腸組織由来の正常上皮細胞培養系を用いたin vitroにおけるオートファジー阻害解析系を樹立できたこと、およびその解析結果から新たな現象を見出すことが出来たことは大きな成果であるといえる。

Strategy for Future Research Activity

次年度は細胞間クロストークにおけるこの分子メカニズムに着目し、これをさらに詳細に解析するためにin vitroおよびex vivo実験系ではウイルスベクターによる培養細胞への遺伝子導入、分子生物学的解析、またin vivo実験系では遺伝子改変動物における疾患モデルの誘導とその臨床および病理学的解析、フローサイトメトリー、サイトカイン測定、また免疫組織染色などを行う予定である。

Causes of Carryover

試薬等が計画当初より廉価で購入可能であったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

検討する数・種類を拡大して解析を行うため、試薬を増量して購入する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Epithelial NF-κB activation in inflammatory bowel diseases and colitis-associated carcinogenesis. (2016)
  • Author(s): Nagaishi T, Watabe T, Jose N, Tokai A, Fujii T, Matsuoka K, Nagahori M, Ohtsuka K, Watanabe M
  • Journal Title: Digestion Volume: 93 Pages: 40-46
  • DOI: doi: 10.1159/000441670
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] TNFAIP3 promotes survival of CD4 T cells by restricting MTOR and promoting autophagy. (2015)
  • Author(s): Matsuzawa Y, Oshima S, Takahara M, Maeyashiki C, Nemoto Y, Kobayashi M, Nibe Y, Nozaki K, Nagaishi T, Okamoto R, Tsuchiya K, Nakamura T, Ma A, Watanabe M
  • Journal Title: Autophagy Volume: 11 Pages: 1052-1062
  • DOI: doi: 10.1080/15548627.2015.1055439
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Atonal homolog 1 protein stabilized by tumor necrosis factor α induces high malignant potential in colon cancer cell line. (2015)
  • Author(s): Fukushima K, Tsuchiya K, Kano Y, Horita N, Hibiya S, Hayashi R, Kitagaki K, Negi M, Itoh E, Akashi T, Eishi Y, Oshima S, Nagaishi T, Okamoto R, Nakamura T, Watanabe M
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 106 Pages: 1000-1007
  • DOI: doi: 10.1111/cas.12703
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Safety and Efficacy of AJM300, an Oral Antagonist of α4 Integrin, in Induction Therapy for Patients With Active Ulcerative Colitis. (2015)
  • Author(s): Yoshimura N, Watanabe M, Motoya S, Tominaga K, Matsuoka K, Iwakiri R, Watanabe K, Hibi T, AJM300 Study Group
  • Journal Title: Gastroenterology Volume: 149 Pages: 1775-1783
  • DOI: doi: 10.1053/j.gastro.2015.08.044
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] CD66a may regulate BCR signaling in the activated B cells. (2015)
  • Author(s): Tokai A, Nagaishi T, Watabe T, Jose N, Yamazaki M, Onizawa M, Suzuki M, Hosoya A, Kawai Risa, Adachi T, Watanabe M
  • Organizer: 第44回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター (北海道札幌市)
  • Year and Date: 2015-11-18 – 2015-11-20
• [Presentation] Epithelial TNFR2 signaling in the setting of IBD may be involved in the development of colitis-associated carcinogenesis. (2015)
  • Author(s): Watabe T, Nagaishi T, Suzuki M, Yamazaki M, Onizawa M, Jose N, Tokai A, Hosoya A, Kawai R, Totsuka M, Watanabe M
  • Organizer: United European Gastroenterology Week 2015
  • Place of Presentation: Barcelona (Spain)
  • Year and Date: 2015-10-24 – 2015-10-28
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 腸管上皮細胞におけるTNFR2シグナルはIBD合併大腸癌の発生を促進させる (2015)
  • Author(s): 細谷明徳、永石宇司、渡部太郎、鈴木雅博、鬼沢道夫、Jose Nisha、東海有沙、川井里紗、渡辺 守
  • Organizer: 第43回日本臨床免疫学会総会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-10-22 – 2015-10-24
• [Presentation] Type 2 TNF receptor signaling in the epithelia may be involved in the development of colitis-associated carcinogenesis. (2015)
  • Author(s): Watabe T, Nagaishi T, Suzuki M, Yamazaki M, Onizawa M, Jose N, Tokai A, Hosoya A, Kawai R Totsuka M, Watanabe M
  • Organizer: 第74回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場 （愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2015-10-08 – 2015-10-10
• [Presentation] Epithelial type 2 TNF receptor-specific signaling in the development of colitis-associated carcinogenesis. (2015)
  • Author(s): Watabe T, Nagaishi T, Suzuki M, Yamazaki M, Onizawa M, Jose N, Tokai A, Hosoya A, Watanabe M
  • Organizer: International Congress of Mucosal Immunology 2015
  • Place of Presentation: Berlin (Germany)
  • Year and Date: 2015-07-14 – 2015-07-18
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] TNFR2 signaling in colonic epithelia may be involved in the development of colitis-associated carcinogenesis. (2015)
  • Author(s): Hosoya A, Nagaishi T, Watabe T, Suzuki M, Yamazaki M, Onizawa M, Jose N, Tokai A, Kawai L, Watanabe M
  • Organizer: The 3rd Annual Meeting of Asian Organization for Crohn’s & Colitis
  • Place of Presentation: Beijing (China)
  • Year and Date: 2015-06-18 – 2015-06-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Epithelial NF-κB activation via TNF signaling may be involved in the development of colitis-associated carcinogenesis. (2015)
  • Author(s): Nagaishi T, Watanabe M et al.
  • Organizer: Digestive Disease Week 2015
  • Place of Presentation: Washington DC (U.S.A.)
  • Year and Date: 2015-05-16 – 2015-05-19
  • Int'l Joint Research