Intestinal microbiota as a therapeutic target of primary sclerosing cholangitis

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K07931
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小林 由佳 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (80724658)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中川 勇人 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (00555609) ; 木下 裕人 公益財団法人朝日生命成人病研究所, その他部局等, 教授(移行) (50645322) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 原発性硬化性胆管炎 / 腸内細菌叢

Outline of Annual Research Achievements

野生型マウスにメトロニダゾールとネオマイシンを投与し、糞便1gあたりの全細菌数、腸内細菌科細菌ともに1/300-1/500に減少した。この条件下で硬化性胆管炎モデルであるKRT19陽性細胞誘導性CDH1ノックアウトマウスにタモキシフェンを投与し、3w時点で肝組織の病理像を検討した。通常飲水群に比べ門脈周囲、とくに胆管を中心にリンパ球を主体とする炎症細胞浸潤が減弱していた。さらにシリウスレッド染色およびαSMA免疫染色を行い、胆管周囲の膠原繊維、線維芽細胞ともに抗生剤投与で減弱することが分かった。CD45陽性リンパ球も減少していた。この胆管炎モデルにおける高栄養の影響を検討するために高脂肪食を投与した。6wの投与により体重は15%増加し、一部肝細胞の脂肪化がみられた。一方胆管炎については有意な増悪を認めなかった。
2019年度はIL10ノックアウトマウスを用いて胆管病理像を検討した。このモデルは硬化性胆管炎の合併症である潰瘍性大腸炎のモデルとして知られている。今回の検討で大腸のみならず肝内、そして胆管周囲に炎症細胞浸潤を伴う胆管炎を呈することが明らかになった。KRT19陽性細胞誘導性CDH1ノックアウトマウスモデルに比してシリウスレッド陽性の膠原繊維の沈着、αSMA陽性細胞浸潤は目立たなかった。一方浸潤炎症細胞はリンパ球に加え、CD11c陽性樹状細胞、F480陽性マクロファージ、MPO陽性好中球など骨髄球系の細胞がとくに増加していることが分かった。間組織のmRNA発現では野生型マウスに比してTNFa、IL-1b、CXCL1などのサイトカイン、ケモカインの発現増加がみられた。現在この胆管炎モデルにメトロニダゾール+ネオマイシンによる抗生剤投与を行い、胆管炎の経過を観察中である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

KRT19陽性細胞誘導性CDH1ノックアウトマウスモデルに加えIL10ノックアウトマウスを用いることで、炎症細胞浸潤や線維化の程度など特徴が異なる胆管炎モデルの解析が可能となり、さらに抗生剤投与による胆管炎の変化について部分的に解析を開始している。また高脂肪食および肥満の影響について検討した。

Strategy for Future Research Activity

抗生剤投与群において腸内細菌叢でとくに変化している細菌を同定し、無菌マウスに投与して胆管病理への影響を検討する。また腸内細菌叢が胆管炎に影響するメカニズムを解析するために、腸管透過性について抗生剤投与や細菌移植によって変化がみられるか測定する。KRT19陽性細胞誘導性CDH1ノックアウトマウスモデルとIL10ノックアウトマウスの胆管変化の違いを明らかにするためにRNAseqによる網羅的遺伝子発現解析をおこなう。
また自律神経、ホルモンなどの臓器間連関が胆管病理像と腸内細菌叢に与える影響について、それぞれの刺激因子を投与して検討する。