2020 Fiscal Year Research-status Report
水分保持力を軸にしたムチン機能における腸内細菌叢由来代謝物の関連性
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20K08294
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
市川 尊文 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (30245378)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川島 麗 北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (70392389)
河村 由紀 国立研究開発法人国立国際医療研究センター, その他部局等, 消化器病態生理研究室長 (10392391)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ムチン / 抗菌 / ディフェンシン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ムチンの水分保持力は腸内細菌叢によって左右されると予想し、ムチン水分保持と腸内細菌との関係性を解明することを目的とする。特に、細菌が腸内で生存する際に産生する代謝物が、宿主に発現する水分子輸送機能への働きかけを明らかにすることを目標とするが、本年はまず、ムチン機能として、菌を排除する構造依存性の除菌という従来の考え方から、菌の増殖を抑制する「抗菌」への働きかけの有無を検証することとした。そこで、放射線全身照射により粘膜傷害誘導の背景にムチン産生があること利用して、抗菌物質との関係性の露呈を試みた。BALB/cマウスへの3Gy全身照射後、HIK1038陽性パネート細胞は腸内細菌に対する防御的機能を担うかどうかを検討するため、パネート細胞から分泌する抗菌ペプチドに着目した。傷害の回復期において、小腸パネート細胞に多く発現する抗菌ペプチドであるディフェンシンDEFA5のmRNA発現は、放射線照射により上昇することを見出した。加えて、DEF5をムチン産生性大腸ガン細胞株に強制発現させると、HIK1083ムチンは産生を増強することが分かった。一方、対象ムチンとしてPGM34ムチンは産生を増強させなかった。つまり、HIK1083ムチン産生は、炎症惹起がトリガーになるのではなく、抗菌性惹起に直接的に関連することが明らかとなった。この結果から察することとして、パネート細胞からの抗菌ペプチドは腸内環境に準じて、特定のムチン産生を促す作用がある可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ムチン誘導と水の取り込みを再現するところまで持ち込みたかったが、分担研究者とのディスカッションにより腸内細菌との関連性を捉えるには、まず抗菌性を明らかにしておかなければならないとの見解に至った。そのため、本年度予定していた実験は12月頃にスタートしたため、多少の遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
絶食マウスでのムチン発現変動と腸内細菌産生物質との関連性を探る。モデルマウス大腸を経時的に採取し、各種ムチン発現をmRNAおよび免疫組織化学染色法（スルホムチン特異的抗体PGM34, シアロムチン特異的抗体HCM31など他数種類）にて検出する。糞便を採取し、HPLC法により糞便有機酸分析（酢酸、プロピオン酸、コハク酸、乳酸、iso-酪酸、iso-吉草酸、n-酪酸、n-吉草酸、ギ酸）を行う。
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| Causes of Carryover |
モデル動物の作成が順調に進行したことや、オンデマンドを取り入れた教育業務体制により、予定より研究時間を確保できたことで、予備検討などができ全体的にコストが削減された。実際には、マウスの使用予定数を下回ったことや、染色液の自作等により予定より出費を抑えられた。その分は、次年度に予定している腸内細菌叢解析の費用に充当する予定である。
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