2020 Fiscal Year Research-status Report
Identification of causative bacteria for ulcerative colitis by using model mice and Maldi mass-spectrometer.
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18K08008
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
入江 厚 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 講師 (30250343)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今村 隆寿 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 准教授 (20176499)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 潰瘍性大腸炎 / HLA-DR / 小胞体ストレス / 疾患モデルマウス / 発光レポーター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らが樹立したHLA-DR4トランスジェニックマウス（HLA-DR4tgm）のホモ接合体は、腸内細菌の存在により誘導される大腸上皮細胞の小胞体ストレスが原因で潰瘍性大腸炎を自然発症する。発症したHLA-DR4tgmの糞便中には、IgAを結合した細菌が多数存在したが、未発症マウスではわずかであった。また抗生剤４種混合物を飲水投与することにより、大腸炎発症は有意に抑制された。そこで本研究では大腸炎発症マウスの糞便中のIgA結合細菌中に起因菌が存在するのではないかと考え、当該起因菌を同定することを目的とした。
当初はIgA結合細菌を，抗マウスIgA抗体マイクロビーズを用いて分離し、これをプレートにまき、生じるコロニーをMaldi型質量分析計により網羅的に同定し、その中からHLA-DR4tgmに投与して大腸炎を発症させるものを特定するの研究計画であった。この計画とは別に大腸炎発症を抑制する抗生剤のスペクトルから起因菌候補を絞り、大腸炎発症マウスの糞便中から得られた細菌の中からHLA-DR4tgmに投与して、大腸炎を発症させるものを特定する実験も並行しておこなった。その結果、後者の実験から細菌Ｘを特定し、１）抗生剤の投与により同細菌を駆除するとHLA-DR4tgmホモ接合体の大腸炎発症が抑制されること、２）同細菌を駆除したHLA-DR4tgmホモ接合体に、単離培養した同細菌を投与すると大腸炎を発症することを見出した。したがって同細菌は本マウスが発症する大腸炎の起因菌の１つであると考えられた。
そこで細菌Xによる大腸上皮細胞の小胞体ストレスの誘導機構と大腸炎の進展過程を解析するため、小胞体ストレスを発光により検出するレポーター遺伝子をHLA-DR4tgmに導入し、そのHLA-DR4tgmホモ接合体を樹立した。このマウスに細菌Xを投与し、経時的に腸管の発光部位を観察した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
HLA-DR4tgmに導入したレポーター遺伝子による発光部位の解析に必要な in vivo イメージングシステム装置が、故障により半年以上使用不可になった。また動物飼育施設の空調設備の更新決定のため、約１年にわたり同施設の使用が制限された。加えて新型コロナ蔓延により、上記装置、設備の修理更新が遅れたため、マウスを使用する研究が著しく制限されたため、当初の計画よりも研究が遅れいている。
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| Strategy for Future Research Activity |
変異体の出現等により新型コロナ蔓延は衰える気配がないが、装置、設備の改修は完了したので研究計画にしたがって細菌Xによる大腸上皮細胞の小胞体ストレスの誘導機構を解析する。小胞体ストレスレポーター遺伝子を導入したマウスに細菌Ｘを投与し、発光による腸管の小胞体ストレス部位の経時的かつ詳細な解析を行い、細菌Xによる大腸炎発症機構に関する知見を収集する予定である。
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| Causes of Carryover |
予期しなかったin vivo イメージングシステム装置の故障、空調設備の突然の更新による動物実験施設使用の著しい制限、ならびに新型コロナウイルスの蔓延によるこれらの修理、更新作業の遅れ等、また参加予定の学会講演発表等の中止により、研究計画に沿った研究費の使用ができなかったため。上記装置設備の修理、更新作業は完了したので、当初の研究計画にしたがって剰余の研究費を使用する予定である。
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