2023 Fiscal Year Research-status Report
免疫系に働きかけるラクトフェリン機能発現の解明と高齢者ウイルス感染制御への展開
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22K10344
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| Research Institution | Ohu University |
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Principal Investigator |
廣瀬 公治 奥羽大学, 歯学部, 教授 (10218836)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 美智代 奥羽大学, 歯学部, 講師 (80316265)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | ラクトフェリン / poly(I:C) / インターフェロンλ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ウイルス感染における粘膜免疫におけるラクトフェリン(LF)の役割を明らかにするために、ヒト小腸上皮様の細胞株であるCaco2を用いて研究を行った。 ウシラクトフェリンを添加後、ウイルス RNA を模倣する合成二本鎖 RNA である Polyinosinic-polycytidylic acid (Poly I:C)を添加して自然免疫応答メカニズムの解析を行った。 以下の結果を得た。
1) LFとpolyI:Cの添加において、LFが濃度依存的にインターフェロン（IFN）λ、IFNα、IFNβの産生を増強することを明らかにした。特に粘膜免疫において重要な役割を果たすIFNλの産生誘導が顕著であった。Poly I:Cの添加を行わず、LFのみ添加した群においては、これらIFNsの誘導は認められなかった。
2) インターフェロンの刺激によって転写誘導されウイルス感染防御に働く分子であるインターフェロン誘導遺伝子の発現動態を検討した。その結果、インターフェロン誘導膜貫通蛋白質(IFITMs)1/3、MX1、 ISG15の遺伝子発現が、LFとPoly I:Cの添加により有意に誘導された。Poly I:Cの添加を行わず、LFのみ添加した群においては、これらの遺伝子の発現誘導は認められなかった。
これらの結果から、ラクトフェリンは小腸におけるウイルス感染時にIFNλを中心としたいくつかのIFNsおよびインターフェロン誘導遺伝子の発現を活性化させ、ウイルス感染防御を促す可能性が示唆された。
3) Poly I:C にて活性化したCaCo-2細胞株にLFを作用させ、SARS-CoV-2疑似ウイルスの感染を抑制するか否かを調べた。その結果、Poly I:Cの活性化とLFの添加、はPoly I:C単独よりも有意に、SARS-CoV-2疑似ウイルスの感染を抑制することが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ヒト口腔内を由来とするにおけるウイルス高感受性細胞の探索について進展が遅れている。SARS-CoV-2の感染に必要な受容体であるACE２とTMPRSS2を十分量発現する、口腔を由来とする細胞株を見つけることができていないため。
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| Strategy for Future Research Activity |
①口腔内におけるウイルス高感受性細胞の探索は、遅れている。ヒト口腔粘膜由来初代培養上皮細胞 (HGK) 、歯肉線維芽細胞 (HGF）、歯根膜線維芽細胞 (HPLF)などは、SARS-CoV-2の感染に必要十分なACE２とTMPRSS2の出現が認められないことが原因と考えられる。よって、in vitroで気道上皮の生理的環境を再現することができる気液界面培養による、A549を利用したIn Vitro気道上皮培養モデルの作成と、疑似ウイルスの感染系の確立を試みる。
②高齢マウスに対するpoly(I:C)とラクトフェリンの効果を検証: 若齢(6-7週)および高齢マウス(12-24か月)にpoly(I:C)を鼻腔内に投与後、LFを投与し、口腔内組織(舌, 歯肉、舌下腺、顎下腺)などにおける抗ウイルス反応(IFNs, ISGs)、炎症性サイトカイン(IL-1β, IL-6, TNF-α)、抗ウイルス作用のある抗菌ペプチド（LF, α/βディフェンシン, LL-37）の発現を調べる。そのことにより、若齢と高齢マウスによる免疫応答の時間的変化や発現因子の違いを解析する。
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| Causes of Carryover |
レンチウイルスの作成およびSARS-CoV-2の感染に必要な受容体が発現している口腔内由来細胞株の探索が進展しなかったため、当初の見込み月と執行額が異なった。研究計画に大きな支障はなく、次年度において研究試薬等を繰り越した研究費を含めて使用する。
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[Journal Article] Bovine lactoferrin suppresses the cathepsin-dependent pathway of SARS-CoV-2 entry in vitro2024
Author(s)
Kobayashi-Sakamoto, M., Maeda, T., Yusa, J., Shimada, T., Tani, H., Kato, Y., & Hirose, K.
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Journal Title
International Dairy Journal
Volume: 148
Pages: 105805
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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