肝疾患病態進展による腸-肝臓-脳自律神経反射の破綻が諸臓器に及ぼす影響について

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21H02906
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 寺谷 俊昭 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任准教授 (40624408)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 肝脳相関 / 肝星細胞 / 迷走神経

Outline of Annual Research Achievements

肝機能低下や肝疾患は消化器、脾臓、心臓、肺、腎臓などの臓器機能や病態形成に深く関与する。特に肝疾患で併発する呼吸器障害は、肝肺症候群と呼ばれ、患者QOLを低下させた上で患者生命そのものを脅かす。慢性的な肝機能の低下により蓄積した血管拡張物質が肝肺症候群の原因とされてきたが、現在までに詳細な病態形成機序は示されていない。本研究では、これまで詳細でなかった肝臓内神経線維の維持・活性化機構を解明し、肝臓内神経線維変性を起因とした肝疾患合併症(肝肺症候群や肝腎症候群など)の発症増悪機序の解明を目指す。
肝臓内を走行する求心性神経の由来を探索するため、逆行性トレーサーをマウス肝臓内に打ち込んだ。逆行性蛍光トレーサーを投与3日目にマウスを屠殺して、迷走神経節および後根神経節を回収した。これら神経節を薄切して顕微鏡観察を実施したところ、左迷走神経節及びTh4レベルの後根神経節内神経細胞において陽性細胞を検出した。一方で、肝臓線維化モデルマウスの肝臓内に逆行性トレーサーを投与したところ、コントロールマウスで検出された蛍光シグナルが消失していた。これらの結果は、肝臓線維化病態の進展に伴い、肝臓から脳へとシグナルを伝える求心性神経の脱落を示唆している。肝臓線維化に伴う、求心性神経の脱落機序を解明するため、求心性迷走神経細胞と肝星細胞の共培養を行った。コントロールマウス由来の肝星細胞と比較して、肝臓線維化モデルマウス由来の肝星細胞は、神経細胞のアポトーシスを誘導した。肝星細胞は活性化に伴い、求心性神経を変性させることが示唆された。
当該年度の解析により、肝臓線維化病態の進展に伴う、肝星細胞の活性化が、肝脳相関を撹乱を引き起こすことが考えられた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当該年度は、in vivo及びin vitro解析を実施して、肝臓線維化病態による肝脳相関破綻機序の一部を解明できた。これらの結果を得られたことにより、本事業の目標を概ね達成していると考えられた。

Strategy for Future Research Activity

肝肺症候群における肝脳相関の役割を明確にするため、迷走神経切除マウス及び肝臓線維化モデルマウスを用いて喘息病態を作製する。これらモデル動物の喘息病態は、病理組織標本・血清学的解析・肺および肝臓内免疫細胞のプロファイリングを実施して評価する。

Research Products

• [Journal Article] Myeloid TLR4 signaling promotes post-injury withdrawal resolution of murine liver fibrosis (2023)
  • Author(s): Takimoto Y, Chu PS, Nakamoto N, Hagihara Y, Mikami Y, Miyamoto K, Morikawa R, Teratani T, Taniki N, Fujimori S, Suzuki T, Koda Y, Ishihara R, Ichikawa M, Honda A, Kanai T.
  • Journal Title: iScience Volume: 26 Pages: 106220
  • DOI: 10.1016/j.isci.2023.106220.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Single-cell transcriptomics of human gut T cells identifies cytotoxic CD4+CD8A+ T cells related to mouse CD4 cytotoxic T cells (2022)
  • Author(s): Tanemoto S, Sujino T, Miyamoto K, Moody J, Yoshimatsu Y, Ando Y, Koya I, Harada Y, Tojo AO, Ono K, Hayashi Y, Takabayashi K, Okabayashi K, Teratani T, Mikami Y, Nakamoto N, Hosoe N, Ogata H, Hon CC, Shin JW, Kanai T.
  • Journal Title: Frontiers in Immunology Volume: 13 Pages: 106220
  • DOI: 10.3389/fimmu.2022.977117.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Enrichment of type I interferon signaling in colonic group 2 innate lymphoid cells in experimental colitis (2022)
  • Author(s): Irie E, Ishihara R, Mizushima I, Hatai S, Hagihara Y, Takada Y, Tsunoda J, Iwata K, Matsubara Y, Yoshimatsu Y, Kiyohara H, Taniki N, Sujino T, Takabayashi K, Hosoe N, Ogata H, Teratani T, Nakamoto N, Mikami Y, Kanai T.
  • Journal Title: Frontiers in Immunology Volume: 13 Pages: 982827
  • DOI: 10.3389/fimmu.2022.982827.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] CCR9 axis inhibition enhances hepatic migration of plasmacytoid DCs and protects against liver injury (2022)
  • Author(s): Koda Y, Nakamoto N, Chu PS, Teratani T, Ueno A, Amiya T, Taniki N, Chiba S, Miyamoto K, Sakamoto M, Kanai T.
  • Journal Title: JCI Insight Volume: 7 Pages: e159910
  • DOI: 10.1172/jci.insight.159910.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Neuroimmune crosstalk in the gut and liver. (2022)
  • Author(s): Teratani T, Mikami Y, Kanai T.
  • Journal Title: International Immunology Volume: 34 Pages: 475-484
  • DOI: 10.1093/intimm/dxac033.
  • Peer Reviewed