腸管から全身に移行する免疫細胞の動態と機能分子解析による多臓器連携制御機構の解明

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H05087
• Research Institution: Osaka Ohtani University
• Principal Investigator: 戸村 道夫 大阪大谷大学, 薬学部, 教授 (30314321)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 腸管 / 骨髄 / B細胞 / KikGRマウス

Outline of Annual Research Achievements

腸管環境は癌、肥満、糖尿病などの全身の疾患に関わっていると考えられるが、そのメカニズムの詳細は分かっていない。そこで本研究は、腸管組織から多臓器に移行する免疫細胞に着目し、臓器間の細胞移動を追跡できるKikGRマウスと少数細胞の遺伝子発現解析を組み合わせて用いた。そして、正常食摂取、高脂肪食摂取マウス、および抗生物質による腸内共生細菌除去マウスを用い、解析を進めた。
1. 小腸腸管部位の一部、および各PPを順に照射したした後MLNを5つに分けて解析し、腸管部位と各パイエル板 (PP) に対する所属腸間膜リンパ節(MLN)の対応マップを作成した。
2. 通常飼育KikGRマウスの小腸粘膜固有層(SI-LP) and/or PPを照射して24時間後にフローサイトメトリーで解析し、成熟B細胞、およびT細胞の各サブセットともSIからはPPの約1/10の細胞が移動していること、さらに、高脂肪食では腸管から末梢組織に移行する細胞は通常食に比べてわずかに減少し、腸内共生細菌除去マウスでは、MLNへの移行数はB細胞、T細胞とも通常食接種と変化しなかったが、骨髄、脾臓および皮下リンパ節への移行は低下することが分かった。
3.いずれの飼育条件でも成熟B細胞が骨髄に移行する細胞のほとんどを占めた。そこで、通常飼育、腸内共生細菌除去、および高脂肪食飼育マウスを準備し、SI-LPおよびPPを光照射して24時間後に、腸管から骨髄に移動したB細胞他を分取した後SAGE解析し、各群間で発現が変化している遺伝子のリストアップを完了した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

1.腸管部位、各パイエル板(PP)に対する所属腸間膜リンパ節(MLN)の対応マップの作成： SI-LPあるいはPPを回盲部から十二指腸方向に順次位置を移して照射し24時間後に、MLNを遠位側から5部位に分けて解析した。その結果、回盲部を光照射した場合、SI-LP、PPとも、一番遠位のMLN部分に樹状細胞は移行した。光照射部位を十二指腸方向に移動していくと、MLNへの以降部位も近位側に移動した。
2.腸内環境変化時に、腸管から多臓器に移行する免疫細胞の同定と、臓器間動態情報の取得：　通常飼育KikGRマウスのSI-LP and/or PP照射して、骨髄、MLN、脾臓、皮下リンパ節への移行を解析したところ、成熟B細胞、およびT細胞の各サブセットともSIからはPPの約1/10の細胞が移動していた。そこで、SI-LP と PPの両方を合わせて照射して解析したところ、高脂肪食では腸管から末梢組織に移行する細胞は通常食に比べてわずかに減少した。それに対し、腸内共生細菌除去マウスでは、MLNへの移行数はB細胞、T細胞とも通常食接種と変化しなかったが、骨髄、脾臓および皮下リンパ節への移行は低下した。
3.腸内環境変化時の骨髄造血ニッチの遺伝子発現、腸管から骨髄に移行した細胞の局在解析：腸管から骨髄に移行する細胞を解析したところ、いずれの飼育条件でも成熟B細胞が骨髄に移行する細胞のほとんどを占めたことから成熟B細胞を優先的に解析する事にした。通常飼育、腸内共生細菌除去、および高脂肪食飼育マウスを準備し、SI-LPおよびPPを光照射して24時間後に、骨髄、PP他のKikGR-Red細胞、KikGR-Green B細胞を分取した後、共同研究によりSAGE解析し、データの取得と各群間で発現が変化している遺伝子のリストアップを完了した。

Strategy for Future Research Activity

1.腸管部位、各パイエル板(PP)に対する所属腸間膜リンパ節(MLN)の対応マップの作成については、フローサイトメトリーでの解析がほぼ終了したので、今後、CD11c-KikGRマウスを用いて、移動した細胞のイメージングを加える。
2.腸内環境変化時に、腸管から多臓器に移行する免疫細胞の同定と、臓器間動態情報の取得については、今後、常飼育、腸内共生細菌除去、および高脂肪食飼育マウスにおける細胞移動の時間経過、および、腫瘍組織および脂肪組織への移行解析を続けて行う。
3.腸内環境変化時の骨髄造血ニッチの遺伝子発現、腸管から骨髄に移行した細胞の局在解析については、取得したSAGEデータについて、骨髄造血ニッチの維持に働くケモカイン、サイトカイン産生を重点的に比較解析する。
腸管臓器から骨髄に移行した細胞の局在解析は、今年度はKikGRマウスを用いて行い腸管からBMに移行したKikGR-Red細胞を確認出来たが、より詳細な解析をするために、来年度 BMキメラマウス、および腸管からBMに移動する細胞のほとんどを占めるB細胞に特異的にKikGRを発現するマウスをROSA-CAG-LoxP-stop-LoxP-KikGRマウスとCD19-Creマウス(導入済み)を掛け合わせて作成して解析を進める。