腸内細菌刺激による制御性B細胞の誘導メカニズムの解明と炎症性腸疾患への治療応用

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K09382
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 三島 義之 島根大学, 学術研究院医学・看護学系, 助教 (30397864)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 制御性B細胞 / 腸内細菌 / Toll like receptor / IL-10

Outline of Annual Research Achievements

炎症性腸疾患(IBD)は原因不明の難病である。その病態に炎症を負に制御する制御性B細胞が深く関与していると報告されているが、いざヒトでの臨床応用となると、詳細な抑制機構をはじめ、まだまだエビデンスに乏しい。
そこで本研究は、それらの知見を得るため、腸内細菌による“腸管“制御性B細胞誘導の分子メカニズムと、制御性B細胞を介したIBDの病態を解析する目的で計画されたものである。
平成29年度は腸管B細胞のTLR発現と腸炎抑制効果の検討を主にin vitro実験を行い確認した。
平成30年度は、各種遺伝子改変マウスの入手が完了したため、前年度に得られた結果を踏まえて、主にin vivoの実験を行った。この結果、TLR9欠損マウスのB細胞は細菌刺激によるIL-10産生能は低い傾向にあったが、IL-10非依存性の腸炎抑制効果を有していた。一方、TLR2欠損B細胞移入は強い腸炎を発症しており、B細胞の腸炎抑制効果はTLR2の刺激が大切であると考えられた。今後、この知見をさらに深く追求し、本現象がB細胞における各種のTLR特異的かどうかを検討する予定である。またヒトIBD患者からのB細胞を用いた検討も計画している。
本研究により、腸管B細胞上の特定の自然免疫シグナルの欠如がIBD発症にどのように関わるのかを評価し、最終的には、生体内での特異的細菌刺激を利用した制御性B細胞誘導を介した、安全で効果的なIBD治療法開発につなげたいと考える。

Current Status of Research Progress

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

Reason

平成30年度は、遅れていたTLR2欠損マウス、TLR４欠損マウス、IL-10欠損マウス、Rag2欠損マウスの入手が完了し、当動物施設でマウスコロニーを形成・維持するに至った。これによって、前年度から始めたB細胞のToll様受容体(TLR)発現と腸炎抑制効果の検討を継続し、今年度は主にin vivoの実験を行った。
具体的には、野生型マウス、TLR2欠損マウス、TLR４欠損マウス、IL-10欠損マウス、さらに以前から飼育しているTLR9欠損マウスからの腸管B細胞を分離し、T細胞移入モデル（naive T 細胞をRag2欠損マウスに移入）にそれらの分離B細胞を共移入した際の腸炎の程度を病理、炎症性サイトカイン発現解析にて確認した。この結果、TLR9欠損マウスのB細胞は野生型のB細胞と比較して、粘膜内IL-10は低い傾向にあったが、予想に反して同等の腸炎抑制効果を有しており、同B細胞には何らかのIL-10非依存性の腸炎抑制効果があると考えられた。一方、TLR2欠損B細胞移入マウスではB細胞非移入マウスと同等な腸炎を発症しており、炎症性サイトカインの高値とIL-10発現の低下が認められた。これらの結果からは、B細胞の腸炎抑制効果発揮にはTLR2の刺激の方がより重要であると考えられた。
以上より、律速段階であった実験動物の入手が完了したため、経過としてはおおむね順調と考える。

Strategy for Future Research Activity

本研究は、これまで遺伝子改変マウス入手の遅延によりやや遅れていたが、ようやくマウス入手が完了し使用可能になった。そのため、今後は同マウスを用いてさらなる詳細な解析を行い、あわせて平成31年度に予定しているヒト腸内細菌叢によるヒトBregの誘導、炎症抑制効果の検討を開始したいと考えている。次年度は特に研究費を試薬等の物品購入費に充て使用することを予定している。また情報収集と本研究の成果を発表するための国際学会の参加費用に充てる計画である。

Causes of Carryover

予定していた情報収集のための学会参加ができなかったため、その分を次年度に繰り越すことにした。