2019 Fiscal Year Annual Research Report
Paneth細胞が担う腸内環境制御とその修復による炎症性腸疾患の新規治療戦略
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18H02788
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
綾部 時芳 北海道大学, 先端生命科学研究院, 教授 (90301019)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 炎症性腸疾患 / Paneth細胞 / 自然免疫 / 腸内細菌 / 腸内環境 / α-defensin |
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| Outline of Annual Research Achievements |
エンテロイド (enteroid)評価系に共焦点レーザー顕微鏡time lapse画像解析、Western blottingによる免疫・生化学的解析等を組合せ、腸内環境因子によるPaneth細胞の顆粒分泌応答を明らかにした。また、コリン作動性刺激による顆粒分泌メカニズムについて、Paneth細胞の受容体発現から細胞内カルシウム動態によって顆粒分泌へ至る分子機構を解析した。さらに、クローン病に類似する回腸炎を自然発症するSAMP1/YitFcマウスを用い、腸内環境におけるα-defensinの質的異常と、dysbiosisと称される腸内細菌叢の破綻という視点から、病態進展に伴う腸管炎症所見のスコア化、免疫染色した小腸組織の共焦点レーザー顕微鏡および電子顕微鏡観察等によるPaneth細胞の形態・機能評価を、腸炎発症前から発症後まで経時的に行った。その際、正常な酸化型α-defensinと異常な還元型α-defensinを区別できるように新たに開発した電気泳動法およびWestern blottingで、ミスフォールディングを起こした異常な還元型α-defensinを便中においてはじめて定量化した。そして、α-defensinの高次構造評価およびsandwich ELISAでの定量により、発症と病態進展に伴う質と量の両面におけるα-defensinの異常を見出し、それらと腸内細菌叢の破綻および腸炎の発症・進展との相関を示した。加えて、臨床検体を用いた解析を進めた。これらにより、クローン病などdysbiosisが関与する疾患の新規治療法開発に向けて新しい方向性を与える成果を挙げた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度の研究により、dysbiosisとクローン病の病因・病態解明という命題に新しい重要な知見を得た。Paneth細胞の過剰な小胞体ストレスがα-defensinの質的な異常を起こし、腸管内腔に分泌された還元型α-defensinがdysbiosisおよび腸炎進展と相関することを示し、クローン病をはじめとするdysbiosisが関与する疾患の病態解明および新規治療法開発に全く新しい方向性を与えたことなどから当初の計画以上に進展した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は異常Paneth細胞をさらに解析し、疾患感受性遺伝子等の発現状況を解明する。また、確立したenteroid評価系を用いてPaneth細胞の腸炎発症・進展への関与に迫る。多様な刺激受容から顆粒分泌までPaneth細胞の生物学・医学の解明を目指す。さらに、インフォームドコンセントを得た臨床検体を用いてPaneth細胞α-defensin及び腸内細菌叢を解析する。以上により、腸内環境の恒常性維持メカニズムを理解すると共に、その破綻とクローン病の関係を検証し、修復による炎症性腸疾患の新規治療戦略を示す。
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[Journal Article] Associations of gut microbiota, dietary intake, and serum short-chain fatty acids with fecal short-chain fatty acids2020
Author(s)
Yamamura R, Nakamura K, Kitada N, Aizawa T, Shimizu Y, Nakamura K, Ayabe T, Kimura T, Tamakoshi A
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Journal Title
Biosci Microbiota Food Health
Volume: 39
Pages: 11-17
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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