2021 Fiscal Year Annual Research Report

腸内スタフィロコッカス属のスーパー抗原網羅的解析による気管支喘息発症要因の解明

Research Project

Project/Area Number	20J00029
Research Institution	Institute of Physical and Chemical Research
Principal Investigator	伊藤崇国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 特別研究員(PD)
Project Period (FY)	2020-04-24 – 2023-03-31
Keywords	気管支喘息
Outline of Annual Research Achievements	2年目の本期間には申請書に記載した【研究計画 2】腸内 Staphylococcus属定着ノトバイオートマウスを用いた腸内Staphylococcus 属における喘息モデルマウスへの影響の検討の一部、および【研究計画3】スーパー抗原の網羅的解析によるHDM（House dust mite、チリダニ）誘発性アレルギー性気道炎症に寄与する腸内Staphylococcus 属内リガンドの探索および腸管細胞への寄与の検討を一部変更し行った。まず腸内Staphylococcus aureusがHDM誘導性アレルギー性気道炎症に対しどのように寄与するかを解析するために、Staphylococcus aureus投与マウスにおけるアレルギー性気道炎症のサイトカイン産生、抗体産生の比較を行った。その結果、Staphylococcus aureus投与マウスにおける肺細胞および気管支肺胞洗浄細胞ではTh2サイトカインとして知られるIL-5,IL-13産生が増加しており、また血清においてはStaphylococcus aureus投与マウスにおいてHDM特異的IgG1の有意な上昇を認めた。以上の結果は、Staphylococcus aureus投与マウスがHDMによるTh2応答の発達を促進していることを明らかにしている。次にStaphylococcus aureus投与マウスがアレルギー性気道炎症を増悪させるメカニズムを解析するため、スーパー抗原に注目し、糞便qPCR解析を行ったところ、スーパー抗原の１種であるStaphylococcal enterotoxin B(SEB)がStaphylococcus aureus投与マウス糞便において上昇していることが明らかとなった。以上より糞便Staphylococcusから出されたSEBがアレルギー性気道炎症の増悪に寄与する可能性が明らかにした。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 2年目の本期間には申請書に記載した【研究計画 2】腸内 Staphylococcus属定着ノトバイオートマウスを用いた腸内Staphylococcus 属における喘息モデルマウスへの影響の検討の一部、および【研究計画3】スーパー抗原の網羅的解析によるHDM（House dust mite、チリダニ）誘発性アレルギー性気道炎症に寄与する腸内Staphylococcus 属内リガンドの探索および腸管細胞への寄与の検討を一部変更し行った。本計画によりStaphylococcus aureus投与マウスがHDMによるTh2応答の発達を促進していること、および糞便Staphylococcusから出されたSEBがアレルギー性気道炎症の増悪に寄与する可能性を明らかにした。以上より概ね順調に進展しているといえる。
Strategy for Future Research Activity	3年目の本期間には【研究計画3】スーパー抗原の網羅的解析によるHDM（House dust mite、チリダニ）誘発性アレルギー性気道炎症に寄与する腸内Staphylococcus属内リガンドの探索および腸管細胞への寄与の検討の一部、および【研究計画4】腸Staphylococcus属に関連する腸内代謝物における喘息モデルマウスへの影響の検討を行う。腸内より取り出した各種免疫細胞に対し【研究計画3】によりアレルギー性気道炎症との関連が示唆されたスーパー抗原を投与し、細胞内の各種炎症に関与するサイトカイン、ケモカインを測定し、比較を行う。また腸内の各種細胞において既存の報告によりスーパー抗原に対応するとされている受容体の発現をFACS法もしくはRT-PCR法により評価する。上記実験を行うことによりHDM誘発アレルギー性気道炎症に寄与するスーパー抗原が腸内各細胞へ与える影響を検討できる。次にStaphylococcus投与マウスおよびスーパー抗原投与マウスにおいて経時的に糞便および小腸内容物、大腸内容物を回収する。採取された糞便はメタノール処理を行い、採取した糞便上清に対し誘導体化処理を行い、その後質量分析計を用いたガスクロマトグラフィー質量分析法による水溶性代謝物、短鎖脂肪酸の経時的・網羅的解析を行う、さらに【研究計画１】によって得られた菌叢データとの統合オミックスデータを作成し、アレルギー性気道炎症に寄与しうる腸内代謝物の同定を行う。