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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Paneth細胞が担う腸内細菌叢の形成からみた疾患リスク上昇メカニズムの理解

Research Project

Project/Area Number 20H04098
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

中村 公則  北海道大学, 先端生命科学研究院, 教授 (80381276)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
KeywordsPaneth細胞 / αディフェンシン / 腸内細菌 / 共生 / 先制医療
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、胎児期から乳幼児期における腸内細菌叢制御に関与する因子であるαディフェンシンを分泌するPaneth細胞の発達異常が、腸内細菌叢形成の破綻(dysbiosis)を誘導し疾患リスク上昇に関与するとの仮説を立て、そのメカニズムを栄養制御モデルマウスや腸内細菌叢破綻モデルを用いて細胞・分子レベルで証明し、Paneth細胞機能の修復による腸内環境制御機構の正常化を標的とした疾患予防・治療戦略を提案することを目的とする。これまで本研究により、母親のαディフェンシン低下によるdysbiosisが、子のαディフェンシンを低下とdysbiosisを誘導することを示し、Developmental Origins of Health and Disease(DOHad)の発生機序に母親のαディフェンシンを介した腸内細菌叢制御破綻が関与する可能性を示した。2022年度は、母親のαディフェンシン低下を起点とした子のdysbiosis誘導に、胎児Paneth細胞へのエピジェネティク修飾が関与する可能性を検討した。高脂肪誘導によりαディフェンシンを低下させた母親マウスより生まれた子供群、普通食摂取によりαディフェンシンが正常な母親マウスより生まれた子供群、それぞれのPaneth細胞だけを分離し、bisulfite sequencingを実施したところ、高脂肪食母の子は、普通食母の子と比べ、多くの領域でメチル化率が異なることが示された。さらに、両群の胎児腸組織を採取し、オルガノイド培養法を用いた幹細胞ニッシェ活性を比較したところ、高脂肪食母の胎児で幹細胞ニッシェ活性が著しく低下していた。以上のことより、母親のαディフェンシン低下を起点とした子のαディフェンシン分泌量低下は、胎生期におけるPaneth細胞のメチル化による成熟抑制が関与することが示された。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Shorter sleep time relates to lower human defensin 5 secretion and compositional disturbance of the intestinal microbiota accompanied by decreased short-chain fatty acid production2023

    • Author(s)
      Shimizu Yu、Yamamura Ryodai、Yokoi Yuki、Ayabe Tokiyoshi、Ukawa Shigekazu、Nakamura Koshi、Okada Emiko、Imae Akihiro、Nakagawa Takafumi、Tamakoshi Akiko、Nakamura Kiminori
    • Journal Title

      Gut Microbes

      Volume: 15 Pages: 2190306

    • DOI

      10.1080/19490976.2023.2190306

  • [Journal Article] Decreased Paneth cell α-defensins promote fibrosis in a choline-deficient L-amino acid-defined high-fat diet-induced mouse model of nonalcoholic steatohepatitis via disrupting intestinal microbiota2023

    • Author(s)
      Nakamura Shunta、Nakamura Kiminori、Yokoi Yuki、Shimizu Yu、Ohira Shuya、Hagiwara Mizu、Song Zihao、Gan Li、Aizawa Tomoyasu、Hashimoto Daigo、Teshima Takanori、Ouellette Andre J.、Ayabe Tokiyoshi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Pages: 3953

    • DOI

      10.1038/s41598-023-30997-y

  • [Journal Article] Associations between Maternal Diet, Human Milk Macronutrients, and Breast-Fed Infant Growth during the First Month of Life in the SMILE Iwamizawa in Japan2023

    • Author(s)
      Komatsu Yosuke、Wada Yasuaki、Tabata Fuka、Kawakami Satomi、Takeda Yasuhiro、Nakamura Kiminori、Ayabe Tokiyoshi、Nakamura Koshi、Kimura Takashi、Tamakoshi Akiko
    • Journal Title

      Nutrients

      Volume: 15 Pages: 654~654

    • DOI

      10.3390/nu15030654

  • [Journal Article] Efficient recombinant production of mouse-derived cryptdin family peptides by a novel facilitation strategy for inclusion body formation2023

    • Author(s)
      Song Yuchi、Wang Yi、Yan Shaonan、Nakamura Kiminori、Kikukawa Takashi、Ayabe Tokiyoshi、Aizawa Tomoyasu
    • Journal Title

      Microbial Cell Factories

      Volume: 22 Pages: 9

    • DOI

      10.1186/s12934-023-02016-2

  • [Journal Article] Efficient and simple genetic engineering of enteroids using mouse isolated crypts for investigating intestinal functions2022

    • Author(s)
      Ohira Shuya、Yokoi Yuki、Ayabe Tokiyoshi、Nakamura Kiminori
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 637 Pages: 153~160

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.11.008

  • [Journal Article] Reactive granulopoiesis depends on T-cell production of IL-17A and neutropenia-associated alteration of gut microbiota2022

    • Author(s)
      Chen Xuanzhong、Hashimoto Daigo、Ebata Ko、Takahashi Shuichiro、Shimizu Yu、Shinozaki Ryuga、Hasegawa Yuta、Kikuchi Ryo、Senjo Hajime、Yoneda Kazuki、Zhang Zixuan、Harada Shinpei、Hayase Eiko、Ara Takahide、Ohigashi Hiroyuki、Iwakura Yoichiro、Nakamura Kiminori、Ayabe Tokiyoshi、Teshima Takanori
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 119 Pages: e2211230119

    • DOI

      10.1073/pnas.2211230119

  • [Journal Article] Hemodynamic response to intestinal pH stimulation measured with spectroscopic video imaging2022

    • Author(s)
      Funane Tsukasa、Yokoi Yuki、Kikuchi Masashi、Shinozaki Ryuga、Ayabe Tokiyoshi、Atsumori Hirokazu、Nishimura Ayako、Nakamura Kiminori、Kandori Akihiko
    • Journal Title

      Biomedical Physics & Engineering Express

      Volume: 9 Pages: 017001~017001

    • DOI

      10.1088/2057-1976/aca20a

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] High-efficient genetic engineering of enteroids using mouse isolated crypts revealing the intestinal function2022

    • Author(s)
      大平修也, 横井友樹, 海堀唯人, 清水由宇, 綾部時芳, 中村公則
    • Organizer
      第51回日本免疫学会学術集会
  • [Presentation] 腸管恒常性維持における病原菌と常在菌の選択的センシングによるPaneth細胞顆粒分泌調節2022

    • Author(s)
      横井友樹, 大平修也, 松岡温音, 海堀唯人, 篠崎竜我, 綾部時芳, 中村公則
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会
  • [Presentation] 食品が誘導するPaneth細胞αディフェンシンによる免疫と共生2022

    • Author(s)
      綾部時芳, 横井友樹, 高桑暁子, 中村公則
    • Organizer
      第18回日本食品免疫学会学術大会
  • [Presentation] 高齢者におけるPaneth細胞α-defensin分泌量の低さは加齢に伴う腸内細菌叢の遷移に関連する2022

    • Author(s)
      清水由宇, 中村公則, 菊池摩仁, 鵜川重和, 中村幸志, 岡田恵美子, 今江章宏, 中川貴史, 山村凌大, 玉腰暁子, 綾部時芳
    • Organizer
      第26回 腸内細菌学会学術集会

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Published: 2023-12-25  

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