• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2020 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
Keywords共生 / 一酸化窒素 / アルカリゲネス / 腸管免疫 / アジュバント / LPS
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、アルカリゲネスの共生メカニズムの解明、さらにそのユニーク性に着目したアジュバントへの応用について研究を進めた。共生メカニズムとして、アルカリゲネスの主要な菌体成分であるリポポリサッカライド(LPS)がユニークな構造を有し、TLR4に対する弱いアゴニスト活性をもつことを明らかにした。このため、アルカリゲネスLPSは炎症の惹起につながるような一酸化窒素の誘導能が低いことも明らかになった。このため、アルカリゲネスはパイエル板組織内で樹状細胞に補足されても細胞内で排除されることなく、共生関係を築くことができると考えられる。
また、アルカリゲネス由来LPSは、樹状細胞などの免疫系を適度に活性化するが、過剰な炎症は惹起しないという特徴をもっており、この免疫活性化作用はアジュバントとして理想的であると考えられる。そこで、アルカリゲネス由来のLPSならびにLPSの活性中心であるリピドAのアジュバントとしての有効性を検証した。その結果、実験的モデル抗原である卵白アルブミンを用いた検討から、LPSやLipid Aが抗原特異的な抗体産生やT細胞応答などの免疫応答を増強できることを明らかにした。また、肺炎球菌に対する経鼻ワクチンとしても著名な副反応を呈することなく免疫応答を増強し、肺炎球菌の呼吸器感染に対する感染防御効果を高めることを示した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed 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を用いた解析から、アルカリゲネスが炎症を惹起せずに共生できるメカニズムを明らかにした。さらに、この知見をアジュバント開発研究へ展開し、その有効性を示すことができたことから、当初の目的である基礎学術的なメカニズム解明に加えて、これらの知見を応用的な研究へ発展できたことから、当初の計画以上に進展していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

LPSやリピドAの構造の違いが、アルカリゲネスの共生メカニズムを理解し、免疫学的ユニーク性を紐解く鍵であることが示唆されたことから、構造活性相関などより詳細な検討を進めるとともに、アジュバント応用についてはより実用化に向けた検討を進めていきたい。

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

    (9 results)

All 2021 2020

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 3 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Lipopolysaccharide from Gut‐Associated Lymphoid‐Tissue‐Resident Alcaligenes faecalis : Complete Structure Determination and Chemical Synthesis of Its Lipid?A2021

    • Author(s)
      Shimoyama A、Di Lorenzo F、Yamaura H、Mizote K、Palmigiano A、Pither M D、Speciale I、Uto T、Masui S、Sturiale L、Garozzo D、Hosomi K、Shibata N、Kabayama K、Fujimoto Y、Silipo A、Kunisawa J、Kiyono H、Molinaro A、Fukase K
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 60 Pages: 10023~10031

    • DOI

      10.1002/anie.202012374

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lymphoid Tissue?Resident Alcaligenes Establish an Intracellular Symbiotic Environment by Creating a Unique Energy Shift in Dendritic Cells2020

    • Author(s)
      Hosomi Koji、Shibata Naoko、Shimoyama Atsushi、Uto Tomoya、Nagatake Takahiro、Tojima Yoko、Nishino Tomomi、Takeyama Haruko、Fukase Koichi、Kiyono Hiroshi、Kunisawa Jun
    • Journal Title

      Frontiers in Microbiology

      Volume: 11 Pages: 561005

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.561005

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Impact of the intestinal environment on the immune responses to vaccination2020

    • Author(s)
      Hosomi Koji、Kunisawa Jun
    • Journal Title

      Vaccine

      Volume: 38 Pages: 6959~6965

    • DOI

      10.1016/j.vaccine.2020.08.079

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Chemically Synthesized Alcaligenes Lipid A Shows a Potent and Safe Nasal Vaccine Adjuvant Activity for the Induction of Streptococcus pneumoniae-Specific IgA and Th17 Mediated Protective Immunity2020

    • Author(s)
      Yoshii Ken、Hosomi Koji、Shimoyama Atsushi、Wang Yunru、Yamaura Haruki、Nagatake Takahiro、Suzuki Hidehiko、Lan Huangwenxian、Kiyono Hiroshi、Fukase Koichi、Kunisawa Jun
    • Journal Title

      Microorganisms

      Volume: 8 Pages: 1102~1102

    • DOI

      10.3390/microorganisms8081102

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Adjuvant Activity of Synthetic Lipid A of Alcaligenes, a Gut-Associated Lymphoid Tissue-Resident Commensal Bacterium, to Augment Antigen-Specific IgG and Th17 Responses in Systemic Vaccine2020

    • Author(s)
      Wang Yunru、Hosomi Koji、Shimoyama Atsushi、Yoshii Ken、Yamaura Haruki、Nagatake Takahiro、Nishino Tomomi、Kiyono Hiroshi、Fukase Koichi、Kunisawa Jun
    • Journal Title

      Vaccines

      Volume: 8 Pages: 395~395

    • DOI

      10.3390/vaccines8030395

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Impaired mucociliary motility enhances antigen-specific nasal IgA immune responses to a cholera toxin-based nasal vaccine2020

    • Author(s)
      Lan Huangwenxian、Suzuki Hidehiko、Nagatake Takahiro、Hosomi Koji、Ikegami Koji、Setou Mitsutoshi、Kunisawa Jun
    • Journal Title

      International Immunology

      Volume: 32 Pages: 559~568

    • DOI

      10.1093/intimm/dxaa029

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Diversity of energy metabolism in immune responses regulated by micro-organisms and dietary nutrition2020

    • Author(s)
      Hosomi Koji、Kunisawa Jun
    • Journal Title

      International Immunology

      Volume: 32 Pages: 447~454

    • DOI

      10.1093/intimm/dxaa020

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Persistent colonization of non-lymphoid tissue-resident macrophages by Stenotrophomonas maltophilia2020

    • Author(s)
      Takahashi Ichiro、Hosomi Koji、Nagatake Takahiro、Tobou Hirokazu、Yamamoto Daiki、Hayashi Ikue、Kurashima Yosuke、Sato Shintaro、Shibata Naoko、Goto Yoshiyuki、Maruyama Fumito、Nakagawa Ichiro、Kuwae Asaomi、Abe Akio、Kunisawa Jun、Kiyono Hiroshi
    • Journal Title

      International Immunology

      Volume: 32 Pages: 133~141

    • DOI

      10.1093/intimm/dxz071

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 小腸パイエル板組織内共生菌アルカリゲネスと樹状細胞の相互作用2020

    • Author(s)
      細見晃司,柴田納央子,下山敦史,宇戸智哉,長竹貴広,東島陽子,西野友美,竹山春子,深瀬浩一,清野宏,國澤純
    • Organizer
      腸内細菌学会

URL: 

Published: 2021-12-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi