末梢神経を介した腸管恒常性維持機構の解明

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K07050
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 石亀 晴道 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 研究員 (70729227)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 末梢神経 / 腸管神経系

Outline of Annual Research Achievements

腸管の末梢神経系は、腸管外由来の末梢神経と腸管内に神経細胞体が存在する内在神経より構成され、複雑なネットワークを形成している。この腸管神経系には多様性に富んだ神経が多数存在し、腸管恒常性維持に重要な役割を果たしていると考えられているが、まだその役割の一端が解明されたに過ぎず多くの不明な点が残されている。神経栄養因子の受容体であるTropomyosin receptor kinase(Trk)ファミリーのTrkA、TrkB、TrkCを介したシグナル伝達は、神経系の発生に必須であり、その発現様式の違いは神経細胞の分化や機能に影響を与えると考えられている。しかしながら、腸管におけるTrkファミリー発現神経の組織内分布や免疫恒常性維持機構における役割に関しては、ほとんど報告がない。そこで本研究は、Trkファミリーに注目し、異なるTrk受容体を発現する神経の性質を解析することにより、新たな腸管の恒常性維持機構を解明することを目的とした。本年度は、レポーターマウスを用いたTrkファミリー遺伝子発現神経の組織内分布について解析した。その結果、TrkAを発現する神経線維は、その神経細胞体は腸管内には存在せず、主に交感神経節より投射される神経であると考えられた。TrkB発現神経は、腸管では筋層間神経叢にその細胞体が分布し、腸管外末梢神経では主に求心性迷走神経に発現していた。一方で、腸管でのTrkC発現神経は、筋層間神経叢と粘膜下神経叢との両方に存在する内在神経であり、粘膜組織でもその神経線維が高密度に分布していることが分かった。以上の結果から、異なるTrkファミリー遺伝子を発現する腸管神経は、それぞれ特徴的な組織内分布を示すことが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度は、Trkファミリー遺伝子発現神経の組織内分布について明らかにすることができた。さらに、レポーターマウスを用いることにより、異なる神経節より神経細胞体を分離する手法も確立した。

Strategy for Future Research Activity

今後は、レポーターマウスを用いてTrkファミリー遺伝子を発現している神経を分離し、遺伝子発現解析することで異なる神経節より腸管粘膜へ投射する神経の多様性を明らかにする。さらに、Trkファミリー遺伝子が発現する神経の主要な感覚受容器関連遺伝子や神経ペプチドを同定し、候補遺伝子を発現する神経の除去マウスを作製する。これらマウスの表現型解析から新たな免疫系と神経系の相互作用を明らかにし、炎症性疾患の新規治療戦略の可能性を検索する。

Causes of Carryover

本年度は、主に実験手技や材料が確立された方法を用いた解析を行った。次年度は、比較的高額な遺伝子発現解析に予算を使用する予定であるため次年度使用額が生じた。