2019 Fiscal Year Research-status Report
D-アミノ酸に着目した腸管粘膜免疫制御とIgA腎症発症メカニズムの解析
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18K07181
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
鈴木 将貴 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 訪問研究員(日本学術振興会) (90595000)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | D-アミノ酸 / IgA / B細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
哺乳類が利用するアミノ酸は多くはL-型である。一方でバクテリアは様々なD-アミノ酸を合成し、細胞壁の構築やバクテリア間の相互作用に利用している。近年、哺乳類にもD-アミノ酸が存在することが確認されているが、それらはD-セリンやD-アスパラギン酸など一部の生合成産物を除き、腸内細菌に由来すると考えられている。
小腸上皮に発現するD-アミノ酸酸化酵素(DAO)は管腔へと分泌されることで腸内細菌叢をコントロールすることが報告されている。一方で腸内細菌由来のD-アミノ酸が宿主の免疫制御に与える影響は明らかでない。本研究では腸内細菌と宿主の相互作用の一端としてDAOによるD-アミノ酸の代謝に着目し、小腸粘膜免疫にもたらす影響について検討をおこなった。特に小腸粘膜防御の主要なイムノグロブリンであるIgAの産生制御メカニズムにD-アミノ酸代謝がどのように関与するのかについて検討をおこなった。
DAO活性欠損マウスの解析によりD-アミノ酸とIgA産生に関連があることを見出し、一方でIgA腎症モデルマウスはD-アミノ酸の代謝に異常があることを発見した。 DAO活性欠損マウスの腸内細菌叢は野生型と異なり、DAOは特定の細菌の増殖を抑制していることが明らかとなり、菌叢の変化がIgA産生に影響していることがわかった。さらにTCRβおよびδダブルノックアウトマウスとDAO活性欠損マウスの交配実験により、DAOが関与するIgA制御異常にはT細胞の関与が示されることを見出した。一方、ex vivoの実験により特定のD-アミノ酸が免疫細胞を刺激し、サイトカインの産生を刺激すること、このサイトカインがB細胞の増殖に寄与することを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
TCRβ/δダブルノックアウトマウスとDAO活性欠損マウスを交配し、トリプルミュータントマウスを作成した。それらのマウスの小腸上皮におけるB細胞集団とIgA産生量を確認したところ、TCRβ/δノックアウトによりIgA産生は抑制された一方、 DAO活性欠損による一部のB細胞集団の増加はTCRと無関係におきていた。T細胞非依存性の変化が誘導されるメカニズムの解析のため、網羅的発現解析を行ったところサイトカインの関与が示唆された。さらにin vitroでの解析によりそれらのサイトカインを産生する細胞の同定およびサイトカイン産生刺激となるD-アミノ酸を同定した。
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| Strategy for Future Research Activity |
In vitroにおいてD-アミノ酸刺激によりサイトカインを産生した細胞の培養細胞株を用いて、細胞がどのようにD-アミノ酸を認識したのか、受容体またはシグナル伝達分子をスクリーニングにより探索する。
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