Release of damage-associated molecular patterns from intestinal epithelia by aluminum salt and involvement in the development of food allergy

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K11703
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: Nippon Medical School
• Principal Investigator: Wakabayashi Ayako 日本医科大学, 医学部, 講師 (30328851)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: アルミニウム塩 / ミョウバン / 食品添加物 / 腸上皮細胞死 / 好酸球 / 消化管アレルギー / トランスクリプトーム解析 / 抗生剤

Outline of Final Research Achievements

Oral administration of aluminum ammonium sulfate, an aluminum salt, increased intestinal epithelial cell death and eosinophil infiltration in mice, and treatment with antibiotics further enhanced intestinal epithelial cell death and eosinophil infiltration by an aluminum salt. An aluminum salt increases IL33 gene expression and production of mature IL-33, a damage-associated molecular pattern (DAMP), induces pyroptosis by activation of NLRP6 and caspase-1, and enhances apoptosis through caspase-6 activation triggered by antibiotics, in intestinal epithelial cells. These results suggest that an aluminum salt, a food additive, promotes intestinal epithelial cell death and the release of IL-33, a DAMP, and may be involved in induction of intestinal epithelial barrier damage and gastrointestinal allergies.

Free Research Field

免疫学、アレルギー学、食品衛生学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年消化管アレルギーは増加しており、なかでも好酸球性消化管疾患は原因がよく分かっていない。アルミニウム塩であるミョウバンは食品添加物として様々な食品に汎用されているが、アルミニウム塩は免疫賦活作用を有しワクチンの免疫賦活剤として使用されることから、ミョウバンは消化管炎症を誘導する危険性がある。我々は本研究によりミョウバンが腸上皮細胞死と腸管の好酸球浸潤を促すこと、抗生剤はミョウバンによる細胞死誘導と好酸球増加作用をさらに増悪させることを明らかにした。食品添加物ミョウバンおよび抗生剤の不適切な摂取は腸上皮バリア損傷および好酸球性消化管疾患などの消化管アレルギーの発症や増悪に関与する可能性がある。