高脂肪食摂取と精神的ストレスによる腸管再生機能障害の機序解明と治療への応用

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K11120
• Research Institution: National Defense Medical College
• Principal Investigator: 野村 さやか 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 薬理学, 助教 (20791651)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 泰司 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 生化学, 教授 (10505267) ; 石塚 俊晶 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 薬理学, 教授 (30399117)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 腸管幹細胞 / TNF / LPS / LXRアゴニスト / 腸管分化 / インフラマソーム

Outline of Annual Research Achievements

従来の疫学的研究および動物モデルを用いた検討により、高脂肪食の摂取および精神的ストレスは、腸管再生機能を障害することにより炎症性腸疾患の増悪に関 連している可能性が示唆されている。最近、我々は、ヒトiPS細胞由来腸管幹細胞へのTNF(高脂肪食摂取により脂肪細胞から過剰分泌される炎症性サイトカイン) 刺激が炎症応答に重要な細胞内蛋白質複合体であるインフラマソームの活性化を促し、腸管上皮細胞への分化を低下させることを見出した。一方、核内受容体 Liver X receptor (LXR)のアゴニスト投与がDSS誘発性腸炎マウスの腸管障害を改善させることが報告されている。そこで、今回、我々は、ヒトiPS細胞由来腸管 幹細胞へのTNFおよびLPS(精神的ストレスによる腸内細菌叢の乱れにより増加が報告されている)刺激時にLXRアゴニストを前添加し、インフラマソーム活性化お よび腸管上皮細胞への分化に与える影響を検討した。TNFおよびLPSの刺激はヒト腸管幹細胞でのインフラマソーム活性化の指標であるcleaved caspase-1, IL1beta, IL-18の発現を増加させた。一方、LXRアゴニストであるGW3965, AA70の前添加はTNFおよびLPSの刺激によるインフラマソーム活性化促進に有意な影響を 与えなかった。また、TNFおよびLPSの刺激は腸管上皮細胞への特異的分化マーカーであるCDX2の発現を低下させたが、GW3965, AA70の前添加はこの発現低下を阻 害した。さらに、GW3965, AA70のみの刺激でもCDX2発現を増加させた。以上の結果より、LXRアゴニストはヒト腸管幹細胞のインフラマソームに影響せずに腸管 上皮細胞への分化を促進している可能性が示唆された

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

初年度は、上記の検討に加えて、C57BL/6マウスより単離した小腸組織を横断切離しディッシュ上で培養し腸管オルガノイドを作製した後、TNFおよびLPSの刺激 やLXRアゴニストの前添加が、オルガノイドの形態変化、腸管クリプトの組織変化、腸管新生や腸管幹細胞数に与える影響を検討する予定であった。しかし、動 物実験計画の学内倫理委員会での承認が遅れたため、現在、実験準備の段階である。

Strategy for Future Research Activity

H30年度中に動物実験倫理委員会で承認された後、C57BL/6マウスより腸管オルガノイドの作製を実施した。R1年度は産休および育休で1年間の研究中断を申請し たが、再開後、オルガノイドを安定的に作製できることを確認した後、刺激実験による影響を早急に検討していく予定である。また、2年目に実施する予定の 「DSS誘発性腸炎の腸管組織再生に与える高脂肪食摂取および制限の影響」に関しても、H30年度中にDSS誘発性腸炎モデル作製の準備を行った。こちらも再開後 に安定的な作製を確認した後、マウスへの高脂肪食飼育を始める予定である。

Causes of Carryover

産前産後の休暇または育児休業による中断

Remarks

産前産後の休暇または育児休業による中断