Functional analysis of disease susceptibility gene RAP1A using organoid monolayer from Crohn's Disease

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K07931
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53010:Gastroenterology-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Moroi RIntaro 東北大学, 大学病院, 助教 (90803594)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 黒羽 正剛 東北大学, 医学系研究科, 大学院非常勤講師 (70709469) ; 角田 洋一 東北大学, 大学病院, 助教 (50509205)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: オルガノイド / RAP1A

Outline of Final Research Achievements

In this study, organoids derived from patients with Crohn's disease were successfully established and cultured as monolayers using transwells in a total of 30 cases. When TEER of monolayer culture was measured using Millicell electrical resistance measurement system, there was no difference in electrical resistance between LPS loading and control. With TNFα and interferon loading, it was found that levels of resistance were reduced by about 40% compared with controls. There was no difference in tight junction resistance by RAP1A risk allele (AA, TA.TT). These results indicate that IBD-associated inflammatory cytokines induce a decrease in mucosal electrical resistance of intestinal epithelial cells.

Free Research Field

消化器内科

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究ではクローン病患者由来の腸粘膜上皮オルガノイドの樹立、および単層培養の作成に成功し、粘膜電気抵抗値を測定を可能とするモデルを構築した。さらに、そのモデルを用いて、クローン病患者の上皮細胞は、TNFやINF刺激により粘膜電気抵抗値を低下させ、粘膜上皮の透過性を更新させることを明らかとした。RAP1A遺伝子多型による粘膜電気抵抗の変化は認めなかったが、これはオルガノイド樹立の過程で様々なストレスを除外しているためと考えられた。クローン病の原因はいまだ不明であるが、炎症性サイトカインによる粘膜電気抵抗の低下、タイトジャンクションの低下が病態の一つであることを明らかとした。