二次胆汁酸が腸管上皮幹細胞に与える影響の解明

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K14418
• Research Institution: Japan Women's University
• Principal Investigator: 青木 綾子 日本女子大学, 家政学部, 研究員 (60610368)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 胆汁酸 / 腸管オルガノイド / Lgr5

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、腸管オルガノイドを用いて二次胆汁酸が腸管上皮幹細胞に及ぼす影響を解明することを目的とする。本年度は、小腸オルガノイドに対するコール酸および二次胆汁酸の添加効果を調べた。小腸オルガノイド誘導培地にコール酸、デオキシコール酸、リトコール酸を添加し、小腸オルガノイドを誘導後、幹細胞マーカーであるLGR5の遺伝子発現をreal-time PCRで解析した。その結果、リトコール酸の添加によりLgr5の遺伝子発現が有意に上昇することがわかった。次に誘導した小腸オルガノイドを形成する各細胞のオルガノイド形性能を調べた。小腸オルガノイドをトリプシン処理し、単細胞にした後、再度小腸オルガノイドを誘導した。その結果、リトコール酸を添加により小腸オルガノイドの各細胞から誘導されるオルガノイド数が上昇する傾向があることがわかった。これらの結果から、リトコール酸は小腸オルガノイドの誘導において幹細胞の割合を増加させる可能性があることが示唆された。続いて、リトコール酸によるLgr5の遺伝子発現上昇の作用機構を検討した。胆汁酸受容体として知られるFXR、TGR5、VDR、PXRのアゴニストを添加した培地で小腸オルガノイドを誘導し、LGR5の遺伝子発現をreal-time PCRで解析した。その結果、TGR5のアゴニストであるベツリン酸を添加した際に、Lgr5の遺伝子発現が有意に上昇することがわかった。以上から、リトコール酸は小腸オルガノイドにおいて、幹細胞の割合を増加させる可能性があること、また、その作用にはTGR5が関与している可能性があることがわかった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

今年度は、小腸オルガノイドを用いて二次胆汁酸が幹細胞に与える影響を明らかにすることができた。計画通り順調に推移している。

Strategy for Future Research Activity

今後は、Lgr5-GFPノックインマウスを用いて二次胆汁酸の投与効果を検討するとともに、大腸オルガノイドを用いた検討を実施する。
1. マウスへの二次胆汁酸の投与が腸管上皮幹細胞に与える影響の解明
小腸および大腸の腸管上皮幹細胞に対する二次胆汁酸の効果を検証する。Lgr5-GFPを発現するノックインマウスに二次胆汁酸を経口投与し、小腸および大腸のLgr5遺伝子発現をリアルタイムPCRにより解析するとともに、腸管上皮細胞における幹細胞の割合を、Lgr5を指標にフローサイトメーターで解析する。また、幹細胞機能を評価するため二次胆汁酸を投与したマウスの小腸および大腸クリプトから誘導される腸管オルガノイドの数を対照と比較する。
2. マウス腸管オルガノイドへの二次胆汁酸の添加が腸管上皮幹細胞に与える影響とその作用機構の解明
マウス大腸オルガノイドを用いて二次胆汁酸による腸管上皮幹細胞の制御機構を解析する。マウス腸管オルガノイドに二次胆汁酸を添加し、Lgr5遺伝子発現を解析するとともに、腸管上皮細胞における幹細胞の割合を、Lgr5を指標にフローサイトメーターで解析する。また幹細胞機能を評価するため、二次胆汁酸で刺激した腸管オルガノイドをバラバラにし、単細胞として植え継ぎを行った時に形成される腸管オルガノイドの数を比較する。また、腸管上皮幹細胞の制御に関わる胆汁酸の受容体を調べる。続いて、二次胆汁酸による細胞シグナル伝達機構について解析する。

Causes of Carryover

今年度は、Lgr5-GFPノックインマウスを購入できなかったため、その分の金額を次年度使用する予定である。