Analysis of homeostatic mechanisms of intestinal bacteria with a focus on IL-5-producing cells

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05466
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38050:Food sciences-related
• Research Institution: Toyama Prefectural Institute for Pharmaceutical Research
• Principal Investigator: Tsutomu Yanagibashi 富山県薬事総合研究開発センター, その他部局等, 主任研究員 (60710887)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山崎 輝美 (長井輝美) 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 特任助教 (20558134)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: IL-5 / 腸内細菌

Outline of Final Research Achievements

ILC2 produces IL-5 at steady state in the colon and contributes to the proper compositional balance of the intestinal microbiota. However, the regulatory mechanism of IL-5 production by ILC2 at steady state remains elusive. In this study, using IL-33-deficient mice, we demonstrated that IL-33 is essential for the maintenance of IL-5 production by ILC2. Furthermore, IL-5 production by ILC2 was altered in response to changes in the gut microbiota caused by antibiotic treatment, suggesting that gut bacteria regulate IL-5 production by ILC2. Notably, IL-33 production was not altered by antibiotic treatment. These findings suggest that IL-33 and gut bacteria independently contribute to IL-5 production by ILC2 through distinct pathways.

Free Research Field

食品科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、定常状態における大腸ILC2のIL-5産生調節機構の解明に取り組み、大腸IL-33と腸内細菌がそれぞれ独立した経路でILC2のIL-5産生に寄与することを明らかにした。研究代表者らは、大腸ILC2がIL-5依存的に腸内細菌の構成バランスを適正化し、腸内細菌の恒常性維持において重要な役割を果たすと考えている。一方で、ILC2はIL-5過剰産生によってアレルギー反応や肺動脈高血圧症の発症にも寄与することから、その制御が健康維持に重要であると考えられる。本研究で得られた知見は、ILC2のIL-5産生を調節する薬剤や食品の開発に資するものであり、社会実装への応用が期待できる。