2019 Fiscal Year Annual Research Report
大腸Label-retaining杯細胞の同定・機能解析と炎症粘膜再生への応用
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19H03634
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
岡本 隆一 東京医科歯科大学, 統合研究機構, 教授 (50451935)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
油井 史郎 東京医科歯科大学, 統合研究機構, 講師 (00383886)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 大腸粘膜再生 / オルガノイド / 杯細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は当初研究計画に従い「マウス近位大腸特異的LRGCsの同定・単離法開発」および「マウスLRCGsオルガノイド移植による大腸炎粘膜再生・治療効果の解析」について研究を実施した。その結果、以下の様な成果を得ている。
1)近位大腸における分泌型細胞（杯細胞）の遺伝子発現における特徴を描出するため、Atoh1+/tdTomatoレポーターマウスを用いtdTomato+細胞をSortingにより回収しマイクロアレイ解析を行った。この結果、近位大腸の分泌型細胞（杯細胞）で高発現する遺伝子群 (近位/直腸の発現比が8倍以上)としてRegファミリー遺伝子等を含む37遺伝子を同定した。一方、直腸の分泌型細胞（杯細胞）で高発現する遺伝子群 (直腸/近位の発現比が8倍以上)としては同様にRegファミリー遺伝子等を含む70遺伝子を同定した。
2)さらに同遺伝子発現データのGSEA解析では静止期(Quiescent期)を特徴づける遺伝子群の発現が高いことが示された。実際、免疫組織学的解析により、近位大腸におけるAtoh1陽性細胞は、直腸と比較してKi67陽性細胞及びBrdU陽性細胞が有意に少ないことが示された。
3)更に近位大腸に見られるLRGCsの一部はc-Kit陽性細胞である可能性も示された。
以上の結果より、マウス近位大腸のLRGCsを特徴づける複数の遺伝子発現パターンや特性が明らかとなった。一方、大腸より単離したLRGCsを含む細胞群を用いた移植系を確立するため、シングルセルを用いた際の適切な培養条件を検討したところ、Wntシグナル経路の活性化を強化するCHIR99021の添加等で培養効率の改善が得られること等が確認され、マウス大腸オルガノイド移植に必要な条件等の検討を終了した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画におけるマウス近位大腸特異的LRGCsを単離・同定するための複数の分子マーカー及び候補遺伝子群が明らかとなり、かつマウス大腸オルガノイド移植に必要な条件等の検討を終了していることから、当初計画に沿って概ね順調に進捗していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度計画は概ね順調に推移していることから、当初計画に沿い、次年度以降は上記にて取得したデータ等をヒト近位大腸オルガノイドや潰瘍性大腸炎の活動期・寛解期粘膜の組織検体等を用いて、ヒト・マウスにおける共通性を含めた解析を行う計画である。
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[Journal Article] T cells show amoeboid shape and frequent morphological change in vitro, and localize to small intestinal intraepithelial region in vivo.2020
Author(s)
Yuria Takei, Yasuhiro Nemoto, Ryo Morikawa, Shohei Tanaka, Shigeru Oshima, Takashi Nagaishi, Ryuichi Okamoto, Kiichiro Tsuchiya, Tetsuya Nakamura, Mamoru Watanabe
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Journal Title
Biochem. Biophys. Res. Commun.
Volume: 523
Pages: 328-335
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Organoid-based regenerative medicine for inflammatory bowel disease.2020
Author(s)
Ryuichi Okamoto, Hiromichi Shimizu, Kohei Suzuki, Ami Kawamoto, Junichi Takahashi, Mao Kawai, Sayaka Nagata, Yui Hiraguri, Sayaka Takeoka, Hady Yuki Sugihara, Shiro Yui, Mamoru Watanabe
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Journal Title
Regen Ther
Volume: 13
Pages: 1-6
DOI
Open Access
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[Journal Article] High-fat diet-derived free fatty acids impair the intestinal immune system and increase sensitivity to intestinal epithelial damage.2020
Author(s)
Shohei Tanaka, Yasuhiro Nemoto, Yuria Takei, Ryo Morikawa, Shigeru Oshima, Takashi Nagaishi, Ryuichi Okamoto, Kiichiro Tsuchiya, Tetsuya Nakamura, Susanne Stutte, Mamoru Watanabe
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Journal Title
Biochem. Biophys. Res. Commun.
Volume: 522
Pages: 971-977
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Functional analysis of isoflavones using patient-derived intestinal organoids2019
Author(s)
Kawai M, Hama M, Nagata S, Kawamoto A, Suzuki K, Shimizu H, Anzai S, Takahashi J, Kuno R, Takeoka S, Hiraguri Y, Yui S, Okamoto R, Watanabe M
Organizer
AOCC2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] 【The 6th JSGE International Topic Conference Lifestyle-related Diseases in Gastroenterology】Gastrointestinal tract（role of gut microbiome and diet）：Food-bome factors in inflammatory bowel disease2019
Author(s)
Ryuichi Okamoto, Mao Kawai, Minami Hama, Sayaka Nagata, Ami Kawamoto, Kohei Suzuki, Hiromichi Shimizu, Sho Anzai, Junichi Takahashi, Reiko Kuno, Sayaka Takeoka, Yui Hiraguri, Shiro Yui, Mamoru Watanabe
Organizer
The105th General Meeting of the Japanese Society of Gastroenterology
Invited
