2021 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of regulation of intestinal homeostasis by glycan
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21H05043
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
竹田 潔 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (20309446)
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| Project Period (FY) |
2021-07-05 – 2026-03-31
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| Keywords | 粘膜免疫 / 消化管 / 糖鎖 / 糖転移酵素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの解析から大腸上皮に選択的に発現するB3galt5, St6galnacl6の遺伝子欠損マウスがDSS誘導性腸管炎症に対する感受性が高いことを見出していた。B3galt5, St6galnacl6は、ともにDi-sialyl Lewis A糖鎖構造の生成に関わる糖転移酵素であることから、大腸組織の免疫染色によりDi-sialyl Lewis Aの発現を解析した。その結果、Di-sialyl Lewis Aは、大腸の肛門側にのみ発発現すること、発現する部位ではMuc2と共染色されることが明らかになった。すなわちMuc2の糖鎖修飾は、同じ大腸でも口側と肛門側で異なることが示された。そして、B3galt5, St6galnacl6の各遺伝子欠損マウスでは、Di-sialyl Lewis Aの発現が消失することを見出した。さらに、細菌特異的なプローブを用いたFISH法を組み合わせて解析した結果、B3galt5, St6galnacl6の各遺伝子欠損マウスの大腸肛門側では、粘液層が非薄化していることが明らかになった。また、粘膜固有層の免疫細胞を解析すると、B3galt5, St6galnacl6の各遺伝子欠損マウスでは好中球の浸潤が増加していることが示された。さらに、B3galt5, St6galnacl6の各遺伝子欠損マウスの大腸上皮では、炎症関連遺伝子の発現が亢進していた。これらの結果から、Di-sialyl Lewis Aの糖鎖構造が、腸内細菌依存的な腸管炎症を抑制するために重要であることが示唆された。
B3galt5, St6galnacl6と合わせ、B3gnt7も大腸上皮に高発現する糖転移酵素であることから、B3gnt7の遺伝子欠損マウスも作成し解析した。その結果、B3gnt7欠損マウスがDSS誘導性腸管炎症に対して感受性が高くなることが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通りに実験が進み、B3galt5, St6galnacl6の各遺伝子欠損マウスでの糖鎖構造の変化、粘液層の変化を明らかにすることができた。また、計画に記載していなかったB3gnt7も腸管恒常性に関わることを示唆する結果を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
B3galt5, St6galnacl6欠損マウスで、実際に腸内細菌が大腸組織に侵入するようになるかを解析する。また、B3gnt7, Chst4欠損マウスも合わせ、腸内細菌叢を16S rRNAのシークエンス解析により比較解析する。さらに、粘液層の糖鎖構造の変化をLC-MS/MS法により比較解析し、各遺伝子欠損マウスの腸管粘液層での糖鎖構造の変化を詳細に明らかにする。また走査電子顕微鏡や原子間力顕微鏡を用いた形態学的な解析により腸管腔内の糖鎖構造を野生型マウスと遺伝子欠損マウスの間で比較解析する。
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[Journal Article] The ATP-hydrolyzing ectoenzyme E-NTPD8 attenuates colitis through modulation of P2X4 receptor-dependent metabolism in myeloid cells.2021
Author(s)
Tani H, Li B, Kusu T, Okumura R, Nishimura J, Okuzaki D, Motooka D, Arakawa S, Yoshihara T, Ogino T, Tsai SH, Furuta Y, Muneta M, Nakamura S, Fukusaki E, Yamamoto K, Yagita H, Kayama H and Takeda K
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Journal Title
Proc. Natl. Acad. Sci. USA
Volume: 118
Pages: e2100594118
DOI
Peer Reviewed
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