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2023 Fiscal Year Research-status Report

病原細菌と腸内常在菌を制御する神経回路の固有特性と受ける制御

Research Project

Project/Area Number 23K18172
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

倉田 祥一朗  東北大学, 薬学研究科, 教授 (90221944)

Project Period (FY) 2023-06-30 – 2025-03-31
Keywords神経系 / 腸管免疫 / 病原細菌 / 腸内常在菌 / ショウジョウバエ
Outline of Annual Research Achievements

「病は気から」と言われるように、神経系と免疫系の密接な繋がりは、以前より推察されてきた。現に100年ほど前、昆虫を用いて神経系が免疫系に影響を与えていることが示されている(Metalnikov, S. 1924)。しかしその後、神経系による免疫制御に関する研究は、複雑な神経系と免疫系を有する哺乳動物はおろか、それらが比較的単純な昆虫においてですら,ほとんど進展がなく、未解明のまま残されている。これまでに、感染した病原細菌に対する感染抵抗性と、常在する腸内細菌に対する抵抗性を制御する神経細胞を同定している(J. Exp. Biol. 2016)。そして、それらの細胞群には、共通した機能を果たす中心的な神経細胞と、それぞれ固有の機能を果たしている神経細胞があることが示唆されている。本研究では、これらの役割分担している神経細胞の固有特性を明らかにする事を目的にしている。
そこで今年度は、これらの役割分担している神経細胞の固有特性を明らかにするために、これまで同定した49171系統、48289系統、47023系統でGAL4を発現させるために使用されているエンハンサーを用いて、それぞれ、LexA系統、split-GAL4系統、GAL80系統を作成した。現在、これらの系統を用いて、NP3253系統、49171系統、48289系統、47023系統で同定した神経細胞群同士の神経回路の状況と、機能的な連関を調べている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の研究計画通り、これまで同定した49171系統、48289系統、47023系統でGAL4を発現させるために使用されているエンハンサーを用いて、それぞれ、LexA系統、split-GAL4系統、GAL80系統を作成できたため。

Strategy for Future Research Activity

作成した49171系統、48289系統、47023系統で使用されているエンハンサーを用いた、LexA系統、split-GAL4系統、GAL80系統を用いて、NP3253系統、49171系統、48289系統、47023系統で同定した神経細胞群同士の神経回路の状況と、機能的な連関を調べる。加えて、病原細菌と腸内常在菌に対する抵抗性を制御する神経細胞群において、共通した機能を果たす中心的な神経細胞と、固有の機能を果たしている神経細胞での遺伝子発現状況を網羅的に調べる。このように脳内にごく少数しか存在しない神経細胞の遺伝子発現状況を明らかにすることは容易ではない。そのためすでに、組織全体から特定の細胞の遺伝子発現を高感度に検出するTaDa(Targeted DNA adenine methytransferase identification, Marshall et al. 2016)法を導入している。大腸菌のDNAメチル化酵素を付加したRNAポリメラーゼⅡを、特定の神経細胞でのみ発現し、その細胞で転写されているゲノム領域をメチル化する。そのメチル化された領域を同定することで、神経細胞特異的な遺伝子発現状況を網羅的に知ることができる。各神経細胞で特異的に発現する遺伝子については、RNAiによってその発現を抑制し、機能的な解析を行う。

Causes of Carryover

ストックセンターにショウジョウバエ系統の分譲を依頼したところ、1系統の状態が悪く、分譲できなかったため、次年度に分譲を依頼する必要が生じたため。次年度に、該当の系統の分譲を依頼する際に使用する。

  • Research Products

    (7 results)

All 2023 Other

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Oral Administration of Lacticaseibacillus rhamnosus CRL1505 Modulates Lung Innate Immune Response against Klebsiella pneumoniae ST252023

    • Author(s)
      Dentice Maidana Stefania、Imamura Yoshiya、Elean Mariano、Albarracn Leonardo、Nishiyama Keita、Suda Yoshihito、Kurata Shoichiro、Jure Marangela、Kitazawa Haruki、Villena Julio
    • Journal Title

      Microorganisms

      Volume: 11 Pages: 1148~1148

    • DOI

      10.3390/microorganisms11051148

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Hypermucoviscous Carbapenem-Resistant Klebsiella pneumoniae ST25 Infect Human Intestinal Epithelial Cells and Induce Moderate Inflammation2023

    • Author(s)
      Dentice Maidana Stefania、Elean Mariano、Fukuyama Kohtaro、Imamura Yoshiya、Albarracn Leonardo、Saha Sudeb、Suda Yoshihito、Kurata Shoichiro、Jure Marangela、Kitazawa Haruki、Villena Julio
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 24 Pages: 8804~8804

    • DOI

      10.3390/ijms24108804

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Neural control of redox response and microbiota-triggered inflammation in Drosophila gut2023

    • Author(s)
      Fuse Naoyuki、Hashiba Haruka、Ishibashi Kentaro、Suzuki Takuro、Nguyen Quang-Dat、Fujii Kiho、Ikeda-Ohtsubo Wakako、Kitazawa Haruki、Tanimoto Hiromu、Kurata Shoichiro
    • Journal Title

      Frontiers in Immunology

      Volume: 14 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fimmu.2023.1268611

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Neural control of gut homeostasis through regulation of the gut microbiota and infectious pathogens in Drosophila.2023

    • Author(s)
      Shoichiro Kurata
    • Organizer
      Sungkyunkwan University 70th Anniversary International Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ショウジョウバエNP3253神経による腸管の飢餓応答制御2023

    • Author(s)
      Quang-Dat Nguyen、藤井希帆、石橋謙太朗、布施直之、谷本拓、北澤春樹、大坪和香子、倉田祥一朗
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] ショウジョウバエ神経系による飢餓応答制御機構の解析2023

    • Author(s)
      藤井希帆、Quang-Dat Nguyen、石橋謙太朗、布施直之、谷本拓、北澤春樹、大坪和香子、倉田祥一朗
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
  • [Remarks] 東北大学大学大学院薬学研究科生命機能解析学分野

    • URL

      http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~seimei/seimei_original.html

URL: 

Published: 2024-12-25  

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