Investigation of the pathogenesis of intractable inflammatory bowel diseases: the role of innate lymphoid cells in the mucosal immune system

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H04159
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 飯島 英樹 大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (90444520)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 隆弘 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (30648184) ; 新崎 信一郎 大阪大学, 医学系研究科, 講師 (60546860) ; 林 義人 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (80647123) ; 辻井 芳樹 大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座助教 (80795170) ; 川井 翔一朗 大阪大学, 医学部附属病院, 医員 (10771321)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 炎症性腸疾患 / 自然リンパ球 / IL-22

Outline of Annual Research Achievements

リンパ球の腸管粘膜固有層から腸間膜リンパ節への遊走を制御するケモカインレセプターであるCCR7(C-C chemokine receptor type 7)を欠損するCCR7欠損マウスと野生型マウスに対して、インドメタシン皮下投与によりマウス小腸粘膜傷害を誘導したところ、CCR7欠損マウスにおいて野生型マウスに比して小腸の潰瘍面積が有意に広いという結果を得た。この腸管粘膜の炎症増悪に関わる原因を明らかにするため、小腸粘膜固有層や腸間膜リンパ節の単核球のIFN-g。IL-17, TNF-a, IL-6などの炎症性サイトカインの発現について解析したが、両群に差を認めなかった。また、IL-10やFoxP3陽性制御性T細胞の割合にも有意な変化を認めなかった。さらに、粘膜保護作用を有するプロスタグランジンの発現についても両群で差を認めなかった。小腸粘膜固有層においてCD4, CD8陽性T細胞の割合には両群で差を認めなかったが、腸管粘膜において抑制的な働きが報告されているCD103陽性樹状細胞の割合について、CCR7欠損マウスでは野生型マウスに比して有意に割合が減少した。腸管粘膜において主にinnate lymphoid cells(ILC;自然リンパ球）から産生され抗菌蛋白などの産生にはたらくIL-22の発現にも差が認められなかった。一方、樹状細胞などから産生され、IL-22に対して中和活性を示すとされるIL-22 binding protein(IL-22BP)の発現について、CCR7欠損マウスにおいて野生型マウスに比して有意に発現量が高かった。IL-22BPによる腸管炎症への影響が示唆され、今後の検討を進める予定である。
これらのマウスから糞便を回収し、メタゲノム解析用に凍結保存を行った。
また、ヒト炎症性腸疾患やNSAIDs起因性小腸粘膜傷害の患者検体の収集を進めている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

CCR7欠損マウスの解析について、計画された実験についてほぼ予定通りに進めている。自然リンパ球（ILC)が腸炎制御に関わるということについては、ILCから産生されるIL-22の発現に両群に差がなく、予測していた結果が得られていないが、IL-22に対して拮抗的にはたらくとされるIL-22BPの動きは腸炎の変化とパラレルに動くような結果が得られつつあり、当初考えていたスキームから大きく外れることなく研究が遂行しうると考えている。IL-22BPの解析など、当初予定していなかった検討が必要であったため、当初の計画で予定していたAhR欠損マウスの実験を進めることができなかったが、ヒトの検体の収集も含めてほぼ順調に研究が進んでいると考えている。

Strategy for Future Research Activity

前年度の研究で得られたCCR7欠損マウスにおけるIL-22BPの変化について、実験を繰り返して確認を行い、IL-22 BP発現の変化を小腸粘膜固有層のみならず、腸間膜リンパ節、脾臓などでも検討する。さらにIL-22BPの発現細胞の同定、機能、腸炎制御のメカニズムについて検討を行う予定としている。また、糞便を凍結保存しており、メタゲノム解析を行い、腸内細菌叢の変化との関連を解析する予定である。
AhR欠損マウスについても、インドメタシン腸炎による小腸炎の変化についてILCや腸内細菌との関連について検討を行う。引き続き、本年度もヒトの炎症性腸疾患、NSAIDs起因性粘膜障害患者サンプルの収集を行う。

Research Products

• [Journal Article] Postoperative therapy with infliximab for Crohn’s disease: a 2-year prospective randomized multicenter study in Japan (2018)
  • Author(s): Fukushima Kouhei、Surgical Research Group, Sugita Akira、Futami Kitaro、Takahashi Ken-Ichi、Motoya Satoshi、Kimura Hideaki、Yoshikawa Shusaku、Kinouchi Yoshitaka、Iijima Hideki、Endo Katsuya、Hibi Toshihumi、Watanabe Mamoru、Sasaki Iwao、Suzuki Yasuo
  • Journal Title: Surgery Today Volume: 48 Pages: 584～590
  • DOI: 10.1007/s00595-018-1627-x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intestinal Epithelial Cell-specific Deletion of α-Mannosidase II Ameliorates Experimental Colitis (2018)
  • Author(s): Suzuki Koichiro、Yamada Takahiro、Yamazaki Keiko、Hirota Masato、Ishihara Narumi、Sakamoto Mizuki、Takahashi Daisuke、Iijima Hideki、Hase Koji
  • Journal Title: Cell Structure and Function Volume: 43 Pages: 25～39
  • DOI: 10.1247/csf.17022
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Age at onset is associated with the seasonal pattern of onset and exacerbation in inflammatory bowel disease (2017)
  • Author(s): M. Araki, S. Shinzaki, T. Yamada, S. Arimitsu, M. Komori, N. Shibukawa, A. Mukai, S. Nakajima, K. Kinoshita, S. Kitamura, Y. Murayama, H. Ogawa, Y. Yasunaga, M. Oshita, H. Fukui, E. Masuda, M. Tsujii, S. Hiyama, T. Inoue, H. Iijima, T. Takehara
  • Journal Title: J Gastroenterol Volume: 52 Pages: 1149-1157
  • DOI: 10.1007/s00535-017-1313-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clinical use of molecular targeted agents for primary small bowel adenocarcinoma: A multicenter retrospective cohort study by the Osaka Gut Forum (2017)
  • Author(s): Hirao Motohiro、Komori Masato、Nishida Tsutomu、Iijima Hideki、Yamaguchi Shinjiro、Ishihara Ryu、Yasunaga Yuichi、Kobayashi Ichizo、Kishida Osamu、Oshita Masahide、Hagiwara Hideki、Ito Toshifumi、Suzuki Kunio、Hayashi Yoshito、Inoue Takahiro、Tsujii Masahiko、Yoshihara Harumasa、Takehara Tetsuo
  • Journal Title: Oncology Letters Volume: 14 Pages: 1628～1636
  • DOI: 10.3892/ol.2017.6290
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Indigo Naturalis ameliorates murine dextran sodium sulfate-induced colitis via aryl hydrocarbon receptor activation (2017)
  • Author(s): Kawai Shoichiro、Iijima Hideki、Shinzaki Shinichiro、Hiyama Satoshi、Yamaguchi Toshio、Araki Manabu、Iwatani Shuko、Shiraishi Eri、Mukai Akira、Inoue Takahiro、Hayashi Yoshito、Tsujii Masahiko、Motooka Daisuke、Nakamura Shota、Iida Tetsuya、Takehara Tetsuo
  • Journal Title: J Gastroenterol Volume: 52 Pages: 904～919
  • DOI: 10.1007/s00535-016-1292-z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Adherence to an elemental diet for preventing postoperative recurrence of Crohn’s disease (2017)
  • Author(s): Ohara Nobuyoshi、Mizushima Tsunekazu、Iijima Hideki、Takahashi Hidekazu、Hiyama Satoshi、Haraguchi Naotsugu、Inoue Takahiro、Nishimura Junichi、Shinzaki Shinichiro、Hata Taishi、Matsuda Chu、Yamamoto Hirofumi、Doki Yuichiro、Mori Masaki
  • Journal Title: Surgery today Volume: 47 Pages: 1519～1525
  • DOI: 10.1007/s00595-017-1543-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Leucine-rich alpha-2 glycoprotein is a serum biomarker of mucosal healing in ulcerative colitis. (2017)
  • Author(s): Shinzaki, S. Matsuoka, K. Iijima, H. Mizuno, S. Serada, S. Fujimoto, M. Arai, N. Koyama, N. Morii, E. Watanabe, M. Hibi, T. Kanai, T. Takehara, T. Naka, T.
  • Journal Title: Journal of Crohn's and Colitis Volume: 11 Pages: 84-91
  • DOI: 10.1093/ecco-jcc/jjw132 jjw132 [pii]
  • Peer Reviewed
• [Presentation] クローン病における生物学的製剤の血中濃度、組織濃度と治療効果 (2018)
  • Author(s): 良原 丈夫, 新崎 信一郎, 飯島 英樹, 竹原 徹郎
  • Organizer: 日本消化器病学会第108回例会
• [Presentation] Concentrations of anti-TNF agents in non-inflamed intestinal tissue are associated with the long-term outcome of patients with Crohn’s Disease, (2017)
  • Author(s): Yoshihara T, Shinzaki S, Yamaguchi T, Araki M, Kawai S, Hiyama S, Inoue T, Hayashi Y, Watabe K, Iijima H, Takehara T.
  • Organizer: 12th Congress of ECCO - Inflammatory Bowel Diseases
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Deficiency of CCR7 deteriorates non-steroidal anti-inflammatory drug-induced enteropathy in mice (2017)
  • Author(s): Yamaguchi T, Iijima H, Hiyama S, Yoshihara T, Iwatani S, Araki M, Kawai S, Inoue T, Shinzaki S, Takehara T.
  • Organizer: Digestive Disease Week
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Indigo naturalis ameliorates murine dextran sodium sulfate induced-colitis through the activation of aryl hydrocarbon receptor independently of IL-10. (2017)
  • Author(s): Kawai S, Iijima H, Shinzaki S, Yoshihara T, Iwatani S, Yamaguchi T, Araki M, Hiyama S, Inoue T, Hayashi Y, Tsujii M, Takehara T.
  • Organizer: Digestive Disease Week
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Exosomes derived from colon cancer cells promote tumor progression via the activation of fibroblasts in tumor microenvironment. (2017)
  • Author(s): Hayashi Y, Yoshii S, Tsujii Y, Inoue T, Kimura K, Sakatani A, Nagai K, Fujinaga T, Hiyama S, Inoue T, Shinzaki S, Watabe K, Iijima H, Takehara T.
  • Organizer: Digestive Disease Week
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Depressive psychological status is associated with disease exacerbation in remissive Crohn's disease patients: a prospective observational study. (2017)
  • Author(s): Araki M, Iijima H, Yoshihara T, Iwatani S, Yamaguchi T, Kawai S, Hiyama S, Inoue T, Shinzaki S, Takehara T.
  • Organizer: Digestive Disease Week
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] パイエル板NBI拡大観察による潰瘍性大腸炎の臨床的再燃予測 (2017)
  • Author(s): 日山 智史, 飯島 英樹, 竹原 徹郎
  • Organizer: 第93回 日本消化器内視鏡学会総会
• [Presentation] クローン病術後栄養療法のアドヒアランスと吻合部内視鏡再発に対する治療効果 (2017)
  • Author(s): 水島 恒和, 大原 信福, 日山 智史, 松田 宙, 畑 泰司, 西村 潤一, 原口 直紹, 高橋 秀和, 新崎 信一郎, 飯島 英樹, 中島 清一, 山本 浩文, 土岐 祐一郎, 森 正樹
  • Organizer: 第103回日本消化器病学会総会
• [Presentation] 炎症性腸疾患におけるGalectin-1を介した抗炎症作用の解明 (2017)
  • Author(s): 岩谷 修子, 新﨑 信一郎, 飯島 英樹, 大竹 由利子, 谷 瑞季, 良原 丈夫, 山口 利朗, 川井 翔一朗, 井上 隆弘, 林 義人, 竹原 徹郎
  • Organizer: 第54回日本消化器免疫学会総会