腸管上皮オートファジーによる新規免疫調節機構の解析とクローン病新規治療標的の抽出

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K08438
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 長堀 正和 東京医科歯科大学, 東京医科歯科大学病院, 准教授 (60420254)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永石 宇司 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 寄附講座准教授 (60447464) ; 渡辺 守 東京医科歯科大学, 高等研究院, 特別栄誉教授 (10175127)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 腸管免疫 / 腸管上皮 / 炎症性腸疾患

Outline of Annual Research Achievements

本研究は申請者らがこれまで見出してきた「腸管粘膜の免疫恒常性は腸管上皮細胞のオートファジー機能と粘膜内リンパ球とのクロストークによって制御され、その破綻がIBDの本態となる」という独自の概念や知見を基盤として、オートファジーによる腸管粘膜の免疫調節機構を解明しつつ、その機能不全によって誘導される免疫異常からクローン病に対する新規治療標的を抽出することを目指し、研究を遂行している。その結果、本研究では当該研究期間に以下のような成果が得られた。
１）免疫染色法などによってWTオルガノイド中のパネート顆粒などの確認や、生化学的解析によるディフェンシンなどの発現の確認に成功した。２）我々が当初樹立したAtg5欠損オルガノイドでは阻害剤の添加によって細胞のviabilityが低下したため、代替え策としてAtg5 floxedオルガノイドを樹立した上で、後にウイルスベクターでCre遺伝子を導入しinducibleにオートファジー形成阻害が誘導できるオルガノイドの樹立に成功した。そして上記の免疫染色法や生化学的解析を行ったところ、Atg5の欠損によってオルガノイド中のパネート顆粒が細胞内に貯留していることを確認した。３）また共焦点顕微鏡下でこのオルガノイドを観察した結果、LC3の凝集形成が抑制されていることを確認し、さらに生化学的解析では、LC3-Ⅱ、p62の発現が抑制されることを確認した。
これらの研究成果は上記のように樹立したAtg5 floxedオルガノイドの応用によって、上皮オートファジー機能が調節でき、免疫応答を含めたその他の生理機能を生化学的、細胞生物学的に解析することが可能であることを示唆する。さらに現在、これらの上皮オルガノイドとリンパ球の三次元培養 (ex vivo)および腸炎モデル (in vivo)における共焦点や二光子顕微鏡下での三次元イメージングの条件検討中である。

Research Products

• [Journal Article] 外来クローン病患者における生体インピーダンス法を用いた体組成の評価 (2022)
  • Author(s): 斎藤 恵子, 太田 一樹, 長堀 正和, 藤井 俊光, 竹中 健人, 大塚和朗, 井津井 康浩, 篠原 夏美, 松下 由佳子, 岡本 隆一
  • Journal Title: 学会誌JASPEN Volume: 4 Pages: 35-43
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 【炎症性腸疾患の粘膜治癒を再考する】Crohn病における小腸粘膜治癒評価の意義 バルーン内視鏡の立場から (2022)
  • Author(s): 大塚 和朗, 竹中 健人, 齊藤 詠子, 日比谷 秀爾, 河本 亜美, 森川 亮, 藤井 俊光, 清水 寛路, 長堀 正和, 岡本 隆一
  • Journal Title: 胃と腸 Volume: 57 Pages: 173-181
• [Journal Article] Immunoglobulin A-specific deficiency induces spontaneous inflammation specifically in the ileum. (2022)
  • Author(s): Takashi Nagaishi, Taro Watabe, Kohichi Tanaka, Ryuichi Ono, Fumitoshi Ishino, Takako Usami, Takamasa Miura, Satomi Hirakata, Hiroko Kawasaki, Naoya Tsugawa, Daiki Yamada, Kazuhiro Hirayama, Soichiro Yoshikawa, Hajime Karasuyama, Ryuichi Okamoto, Mamoru Watanabe, Richard S. Blumberg, Takahiro Adachi.
  • Journal Title: Gut. Volume: 71 Pages: 487-496
  • DOI: 10.1136/gutjnl-2020-322873.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Nickel particles are present in Crohn's disease tissue and exacerbate intestinal inflammation in IBD susceptible mice. (2022)
  • Author(s): Hiroki Matsuda, Yoichi Nibe-Shirakihara, Akiko Tamura, Emi Aonuma, Satoko Arakawa, Kana Otsubo, Yasuhiro Nemoto, Takashi Nagaishi, Kiichiro Tsuchiya, Shigeomi Shimizu, Averil Ma, Mamoru Watanabe, Motohiro Uo, Ryuichi Okamoto, Shigeru Oshima.
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications. Volume: 592 Pages: 74-80.
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.12.111.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Activated mucosal-associated invariant T cells have a pathogenic role in a murine model of inflammatory bowel disease. (2022)
  • Author(s): Yusuke Yasutomi, Asako Chiba, Keiichi Haga, Goh Murayama, Ayako Makiyama, Taiga Kuga, Mamoru Watanabe, Ryuichi Okamoto, Akihito Nagahara, Takashi Nagaishi, Saichiko Miyake.
  • Journal Title: Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology. Volume: 13 Pages: 81-93
  • DOI: 10.1016/j.jcmgh.2021.08.018.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 腸内細菌叢に対するIgAの重要性. (2022)
  • Author(s): 永石宇司.
  • Journal Title: 日本臨床腸内微生物学会誌. Volume: 24 Pages: 19-20
• [Journal Article] 【診断の決め手となった画像・所見II-消化器】消化管 クローン病の診断 (2021)
  • Author(s): 北詰 良雄, 竹中 健人, 藤井 俊光, 長堀 正和, 大塚 和朗
  • Journal Title: 臨床放射線 Volume: 66 Pages: 1491-1498
• [Journal Article] IBD診療現場のPros & Cons[No.3](その1) クローン病に対する生物学的製剤治療にチオプリン製剤を併用するか?併用するの立場から (2021)
  • Author(s): 長堀 正和
  • Journal Title: IBD Research Volume: 15 Pages: 177-180
• [Journal Article] 【最新の内視鏡を使いこなす】最新のスコープを使いこなす 小腸内視鏡 小腸内視鏡 オリンパス社内視鏡 (2021)
  • Author(s): 大塚 和朗, 竹中 健人, 日比谷 秀爾, 河本 亜美, 斎藤 詠子, 藤井 俊光, 長堀 正和, 清水 寛路, 岡本 隆一
  • Journal Title: 消化器内視鏡 Volume: 33 Pages: 1283-1287
• [Journal Article] Intravenous tacrolimus is a superior induction therapy for acute severe ulcerative colitis compared to oral tacrolimus (2021)
  • Author(s): Hiromichi Shimizu, Toshimitsu Fujii, Kenji Kinoshita, Ami Kawamoto, Shuji Hibiya, Kento Takenaka, Eiko Saito, Masakazu Nagahori, Kazuo Ohtsuka, Mamoru Watanabe, Ryuichi Okamoto
  • Journal Title: BMC Gastroenterol. Volume: 21 Pages: 494-494
  • DOI: 10.1186/s12876-021-02043-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Higher concentrations of cytokine blockers are needed to obtain small bowel mucosal healing during maintenance therapy in Crohn's disease (2021)
  • Author(s): Kento Takenaka, Ami Kawamoto, Shuji Hibiya, Kohei Suzuki, Toshimitsu Fujii, Maiko Motobayashi, Hiromichi Shimizu, Masakazu Nagahori, Eiko Saito, Ryuichi Okamoto, Mamoru Watanabe, Kazuo Ohtsuka,
  • Journal Title: Aliment Pharmacol Ther. Volume: 54 Pages: 1052-1060
  • DOI: 10.1111/apt.16551
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficacy and safety of a new vedolizumab subcutaneous formulation in Japanese patients with moderately to severely active ulcerative colitis (2021)
  • Author(s): Taku Kobayashi, Hiroaki Ito, Toshifumi Ashida, Tadashi Yokoyama, Masakazu Nagahori, Tomoki Inaba, Mitsuhiro Shikamura, Takayoshi Yamaguchi, Tetsuharu Hori, Philippe Pinton, Mamoru Watanabe, Toshifumi Hibi
  • Journal Title: Intest Res . Volume: 19 Pages: 448-460
  • DOI: 10.5217/ir.2020.00026
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Substantial Epstein-Barr virus reactivation in a case of severe refractory ulcerative colitis: a possible role in exacerbation (2021)
  • Author(s): Shu Kato, Hiromichi Shimizu, Shohei Tomii, Hitoshi Uchida, Ami Kawamoto, Shuji Hibiya, Maiko Motobayashi, Kento Takenaka, Toshimitsu Fujii, Eiko Saito, Masakazu Nagahori, Kazuo Ohtsuka, Mariko Negi, Takumi Akashi, Takatoshi Matsuyama, Yusuke Kinugasa & Mamoru Watanabe
  • Journal Title: Clinical Journal of Gastroenterology Volume: 14 Pages: 584-588
  • DOI: 10.1007/s12328-020-01319-w
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A nationwide survey concerning the mortality and risk of progressing severity due to arterial and venous thromboembolism in inflammatory boweldisease in Japan (2021)
  • Author(s): Katsuyoshi Ando,Kenji Watanabe, Sakiko Hiraoka, Taku Kobayashi,Masakazu Nagahori, Hiroki Ikeuchi, Shingo Kato, Motohiro Esaki, Makoto Naganuma, Satoshi Motoya,Masayuki Saruta, Hideo Suzuki, Hiroshi Nakase, Toshiaki Shimizu,Masahiro Iizuka, Mamoru Watanabe, YasuoSuzuki, and Tadakazu Hisamatsu
  • Journal Title: J Gastroenterol . Volume: 56 Pages: 1062-1079
  • DOI: 10.1007/s00535-021-01829-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Deep neural network for video colonoscopy of ulcerative colitis: a cross-sectional study. (2021)
  • Author(s): Kento Takenaka, Toshimitsu Fujii, Ami Kawamoto, Kohei Suzuki, Hiromichi Shimizu, Chiaki Maeyashiki, Osamu Yamaji, Maiko Motobayashi, Akira Igarashi, Ryoichi Hanazawa, Shuji Hibiya, Masakazu Nagahori, Eiko Saito, Ryuichi Okamoto, Kazuo Ohtsuka, Mamoru Watanabe
  • Journal Title: Lancet Gastroenterol Hepatol. Volume: 7 Pages: 230-237.
  • DOI: 10.1016/S2468-1253(21)00372-1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A potent endocytosis inhibitor Ikarugamycin up-regulates TNF production. (2021)
  • Author(s): Ai Minamidate, Michio Onizawa, Chikako Saito, Rie Hikichi, Tomoaki Mochimaru, Mai Murakami, Chiharu Sakuma, Takehito Asakawa, Yuichi Hiraoka, Shigeru Oshima, Takashi Nagaishi, Kiichiro Tsuchiya, Hiromasa Ohira, Ryuichi Okamoto, Mamoru Watanabe.
  • Journal Title: Biochemistry and Biophysics Reports. Volume: 27 Pages: 101065
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2021.101065.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Oral administration of D-serine prevents the onset and progression of colitis in mice. (2021)
  • Author(s): Takehito Asakawa, Michio Onizawa, Chikako Saito, Rie Hikichi, Daiki Yamada, Ai Minamidate, Tomoaki Mochimaru, Shun-ichiro Asahara, Yoshiaki Kido, Shigeru Oshima, Takashi Nagaishi, Kiichiro Tsuchiya, Hiromasa Ohira, Ryuichi Okamoto, Mamoru Watanabe.
  • Journal Title: Journal of Gastroenterolog. Volume: 56 Pages: 732-745
  • DOI: 10.1007/s00535-021-01792-1.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 免疫グロブリンAの欠損により回腸特異的な炎症が自然発症する. (2021)
  • Author(s): 安達貴弘，永石宇司.
  • Journal Title: 消化器学サイエンス. Volume: 5 Pages: 230-232
• [Presentation] The Lack of IgA spontaneously induces the inflammation only in the ileum. (2021)
  • Author(s): Daiki Yamada, Takahiro Adachi, Richard S. Blumberg, Ryuichi Okamoto, Takashi Nagaishi.
  • Organizer: The 50th Annual meeting of Japanese Society of Immunology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A case of indolent T cell lymphoproliferative disorder of gastrointestinal tract with CCR4+ T cell infiltration. (2021)
  • Author(s): Daiki Yamada, Takashi Nagaishi, Eiko Saito, Masayoshi Fukuda, Ayako Arai, Ryuichi Okamoto.
  • Organizer: The 80th Annual meeting of Japanese Cancer Association
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] BCR signaling-mediated activation in lymphoid tissues is regulated by the long isoform of CEACAM1. (2021)
  • Author(s): akashi Nagaishi, Naoya Tsugawa, Daiki Yamada, Mamoru Watanabe, Richard S. Blumberg, Ryuichi Okamoto.
  • Organizer: Annual meeting of American Gastroenterology Association, Digestive Disease Week
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 腸内細菌叢に対するIgAの重要性. (2021)
  • Author(s): 永石宇司.
  • Organizer: 第24回日本臨床腸内微生物学会総会学術集会
  • Invited