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2018 Fiscal Year Research-status Report

腸管関連リンパ組織内共生細菌アルカリゲネスによる免疫制御機能の解明

Research Project

Project/Area Number 18K17997
Research InstitutionNational Institutes of Biomedical Innovation, Health and Nutrition

Principal Investigator

細見 晃司  国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 ワクチン・アジュバント研究センター, 研究員 (00755762)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
KeywordsLPS活性 / リンパ組織内共生 / アルカリゲネス
Outline of Annual Research Achievements

腸内細菌を介した免疫制御は、アレルギーなどの免疫疾患や糖尿病などの生活習慣病など様々な疾患に関わっていることが分かり、健康科学における新潮流となっている。我々は、腸管管腔だけではなくパイエル板などの腸管リンパ組織の内部にも細菌が共生していることを明らかにし「組織内共生」という新概念を提唱してきた。本年度は、アルカリゲネスが宿主の免疫担当細胞である樹状細胞の内部に共生していることに着目し、樹状細胞とアルカリゲネスとの共生メカニズム、さらにそれに連動する免疫制御との関連について培養細胞を用いた解析を行った。
アルカリゲネスと樹状細胞の共培養系における樹状細胞の機能変化について大腸菌を比較対象として解析した。その結果、アルカリゲネスの死菌体は樹状細胞からIL-6などの炎症性サイトカインの産生を誘導したが、その活性は病原細菌である大腸菌よりも弱いものであった。この違いを明らかにするために、アルカリゲネスがグラム菌性菌であることから、菌体成分であるLPSに着目して解析したところ、菌体と同様にアルカリゲネスのLPSは樹状細胞からの炎症性サイトカイン産生を誘導したが、その活性は大腸菌LPSに比べて弱かったことから、アルカリゲネスはLPSの活性が弱いためにパイエル板などのリンパ組織内部で炎症を惹起することなく共生できると考えられる。さらに、LPSの活性中心であるリピドAの構造解析および全合成を進めている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

研究実施計画の通り、アルカリゲネスと樹状細胞の共培養系における樹状細胞の機能変化の解析から、炎症性サイトカインの産生を誘導におけるアルカリゲネスのユニーク性を明らかにした。さらに、このユニーク性が菌体成分であるLPSの活性によることを明らかにした。このように、本年度の成果は、アルカリゲネスはLPSの活性が弱いことによって、リンパ組織内部で炎症を惹起することなく共生できることを示しており、樹状細胞とアルカリゲネスとの共生メカニズムの一端を解明できたと考えており、研究は予定通り進捗していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

今年度の検討から、共生細菌であるアルカリゲネスと病原細菌である大腸菌ではLPSの活性に違いがあることが明らかになったことから、次年度以降はLPSの活性中心であるリピドAに着目した研究を進める。具体的には、リピドAの構造解析を行い、アルカリゲネスのリピドAの合成方法を確立する。さらに、合成したリピドAを用いて、樹状細胞の活性化など宿主免疫系への作用を検討し、リピドAの構造と活性と関連を明らかにする。これらの解析によって、アルカリゲネスの共生メカニズムについて分子生物学的な観点から明らかにしたいと考えている。

Causes of Carryover

当該年度は当初の予定よりも使用するマウスの数を減らすことができたため、物品費を安く抑えることができたためである。次年度にはこの予算を使用することでより網羅的な解析を進めたいと考えている。

  • Research Products

    (15 results)

All 2019 2018

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Book (4 results)

  • [Journal Article] Metabolism of Dietary and Microbial Vitamin B Family in the Regulation of Host Immunity2019

    • Author(s)
      Yoshii K, Hosomi K, Sawane K, Kunisawa J.
    • Journal Title

      Front Nutr .

      Volume: 17 Pages: 48

    • DOI

      10.3389/fnut.2019.00048

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Development of Adjuvant-Free Bivalent Food Poisoning Vaccine by Augmenting the Antigenicity of Clostridium perfringens Enterotoxin2018

    • Author(s)
      Suzuki Hidehiko、Hosomi Koji、Nasu Ayaka、Kondoh Masuo、Kunisawa Jun
    • Journal Title

      Frontiers in Immunology

      Volume: 9 Pages: 2320

    • DOI

      10.3389/fimmu.2018.02320

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of a bivalent food poisoning vaccine: augmented antigenicity of the C-terminus of Clostridium perfringens enterotoxin by fusion with the B subunit of Escherichia coli Shiga toxin 22018

    • Author(s)
      Hosomi Koji、Hinenoya Atsushi、Suzuki Hidehiko、Nagatake Takahiro、Nishino Tomomi、Tojima Yoko、Hirata So-ichiro、Matsunaga Ayu、Kondoh Masuo、Yamasaki Shinji、Kunisawa Jun
    • Journal Title

      International Immunology

      Volume: 31 Pages: 91~100

    • DOI

      10.1093/intimm/dxy071

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Immunological association of inducible bronchus-associated lymphoid tissue organogenesis in Ag85B-rHPIV2 vaccine-induced anti-tuberculosis mucosal immune responses in mice2018

    • Author(s)
      Nagatake Takahiro、Suzuki Hidehiko、Hirata So-ichiro、Matsumoto Naomi、Wada Yasuko、Morimoto Sakiko、Nasu Ayaka、Shimojou Michiko、Kawano Mitsuo、Ogami Kentaro、Tsujimura Yusuke、Kuroda Etsushi、Iijima Norifumi、Hosomi Koji、Ishii Ken J、Nosaka Tetsuya、Yasutomi Yasuhiro、Kunisawa Jun
    • Journal Title

      International Immunology

      Volume: 30 Pages: 471~481

    • DOI

      10.1093/intimm/dxy046

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Immunostimulatory effect on dendritic cells of the adjuvant-active exopolysaccharide from Leuconostoc mesenteroides strain NTM0482018

    • Author(s)
      Matsuzaki Chiaki、Takagaki Chikahiro、Higashimura Yasuki、Nakashima Yukari、Hosomi Koji、Kunisawa Jun、Yamamoto Kenji、Hisa Keiko
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 82 Pages: 1647~1651

    • DOI

      10.1080/09168451.2018.1482195

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lymphoid tissue-resident Alcaligenes LPS induces IgA production without excessive inflammatory responses via weak TLR4 agonist activity2018

    • Author(s)
      Shibata Naoko、Kunisawa Jun、Hosomi Koji、Fujimoto Yukari、Mizote Keisuke、Kitayama Naohiro、Shimoyama Atsushi、Mimuro Hitomi、Sato Shintaro、Kishishita Natsuko、Ishii Ken J、Fukase Koichi、Kiyono Hiroshi
    • Journal Title

      Mucosal Immunology

      Volume: 11 Pages: 693~702

    • DOI

      10.1038/mi.2017.103

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 小腸パイエル板組織内共生細菌アルカリゲネスの免疫機能とアジュバント応用2019

    • Author(s)
      柴田納央子、細見晃司、下山敦史、王韻茹、吉井健、深瀬浩一、清野宏、國澤純
    • Organizer
      第15回日本小児消化管感染症研究会
    • Invited
  • [Presentation] Development of a bivalent food poisoning vaccine: augmented antigenicity of C-terminal region of Clostridium perfringensenterotoxin by fusion with Escherichia coli Shiga toxin 2 B subunit2018

    • Author(s)
      Hosomi K, Hinenoya A, Suzuki H, Nagatake T, Nishino T, Toshima Y, Kondoh M, Yamasaki S, Kunisawa J
    • Organizer
      第16回松山国際学術シンポジウム&若手の会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a bivalent vaccine for Clostridium perfringens enterotoxin and Escherichia coli Shiga toxin 22018

    • Author(s)
      Koji Hosomi and Jun Kunisawa
    • Organizer
      2nd Korea-Japan joint meeting on mucosal immunology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Augmentation of antigenicity of the C-terminal region of Clostridium perfringens enterotoxin by fusion with the B subunit of Escherichia coli Shiga toxin 2 for the development of bivalent food poisoning vaccine2018

    • Author(s)
      Koji Hosomi, Atsushi Hinenoya, Hidehiko Suzuki, Takahiro Nagatake, Tomomi Nishino, So-ichiro Hirata, Masuo Kondoh, Shinji Yamasaki, Jun Kunisawa
    • Organizer
      International Society for Vaccines
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ウェルシュ菌および志賀毒素産生性大腸菌感染症に対する多価食中毒ワクチンの開発2018

    • Author(s)
      細見晃司、日根野谷淳、鈴木英彦、長竹貴広、西野友美、東島陽子、近藤昌夫、山崎伸二、國澤純
    • Organizer
      日本ワクチン学会
  • [Book] 栄養学と腸内細菌から考える個別化医療の将来展望2019

    • Author(s)
      細見晃司、國澤純
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      Precision Medicine
  • [Book] 油と腸内フローラから考える健康科学の新展開2019

    • Author(s)
      細見晃司、國澤純
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      イルシー
  • [Book] ヒトマイクロバイオームビッグデータと健康医療への応用2018

    • Author(s)
      細見晃司、國澤純
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      月刊化学工業
  • [Book] 腸内環境に関連するビッグデータの集積と創薬、機能性食品開発への展望. 腸内細菌叢を標的にした医薬品と保健機能食品の開発2018

    • Author(s)
      細見晃司、國澤純
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      技術情報協会

URL: 

Published: 2019-12-27  

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