腸内細菌シグナルによって制御される多臓器連関造血応答の理解とその制御

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K17381
• Research Institution: Fukuoka Dental College
• Principal Investigator: 林 慶和 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 助教 (00801078)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 腸管炎症 / 顆粒球

Outline of Annual Research Achievements

血液細胞は骨髄における造血幹細胞によって生涯にわたり産生されている。これまでの先行研究の結果から、細菌感染によって細菌の構成成分の１つであるリポ多糖（LPS）が造血幹細胞の機能を損傷することが明らかになった。体内には腸内細菌などの非常に多くの細菌が共生しており、これらの常在菌が様々な免疫や疾患に関与していることが近年明らかになってきている。これまでに報告されている細菌感染が誘導する造血幹細胞の機能損傷と体内に共生する細菌の多様性を考え合わせると、体内に存在する常在菌が様々な組織において造血応答を制御している可能性が考えられる。本研究では、腸管炎症により腸内細菌が体内に浸潤することで、どのように造血応答に影響を及ぼすのか解析を行い、その分子メカニズムを解明することを目的とした。デキストラン硫酸ナトリウム（DSS）による腸管炎症モデルマウスを用いて、腸管炎症を誘導し、造血応答への影響について解析を行った。腸管炎症を起こしたマウスの腸間膜リンパ節から血球細胞を採取し解析を行ったところ、腸管炎症を起こしたマウスのリンパ節において顆粒球系の細胞が顕著に増加していた。そこで中和抗体を用いてそれらの細胞を除去したところ、腸管炎症の増悪を認めた。また、血球遊走を阻害するためにGPCR阻害剤であるpertussis toxin（PTX）を投与したところ、リンパ節における顆粒球系細胞の増加が抑制され、腸管炎症を増悪させた。さらに腸管炎症で増加した顆粒球系細胞の遺伝子発現変化について定量PCR（qPCR）にて解析したところ、抗炎症シグナルに関与する遺伝子群の発現レベルが亢進していた。これらの結果から腸管炎症におけるリンパ節での顆粒球増加が腸管炎症の病態進展をコントロールしている可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

腸管炎症における造血応答について複数の手法を用いて明らかにしつつある。

Strategy for Future Research Activity

腸管炎症における血球分化と顆粒球細胞の意義について明らかにしつつある。今後はより詳細なメカニズムについて明らかにしていく。

Causes of Carryover

コロナ禍の影響のため、学会参加の旅費として見込んでいた諸費用がかからなかったため。
生じた次年度使用額については受託解析費用に充当させる。

Research Products

• [Presentation] Hematopoietic stem and progenitor cells integrate microbial signals to enhance gut tissue repair (2021)
  • Author(s): Maiko Sezaki, Yoshikazu Hayashi, Gaku Nakato, Subinoy Biswas, Tatsuya Morishima, Jieun Moon, Soyeon Ahn, Pilhan Kim, Yuji Miyamoto, Hideo Baba, Shinji Fukuda and Hitoshi Takizawa
  • Organizer: 18th Stem Cell Research Symposium
  • Int'l Joint Research