2022 Fiscal Year Annual Research Report

食品・微生物成分による抗炎症型ミエロイド系細胞の分化と機能発現メカニズムの解析

Research Project

Project/Area Number	22H02279
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	戸田雅子東北大学, 農学研究科, 教授 (10828429)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	高橋恭子日本大学, 生物資源科学部, 教授 (70366574) 宮澤大樹東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 特任准教授 (80814243)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords	ミエロイド系細胞 / IL-10
Outline of Annual Research Achievements	本研究では骨髄細胞から抗炎症型ミエロイド系細胞への分化を食品・微生物成分を用いて促進し、その抗炎症機能獲得メカニズムを明らかにすることを目的としている。ミエロイド系細胞は前駆細胞が血液を循環した後に組織へ定着し分化する樹状細胞や、マクロファージ、ミクログリアが含まれる。食品・微生物成分により前駆細胞の段階で抗炎症特性を獲得できれば、抗炎症特性を持つ細胞分化を促進でき、免疫制御へと結びけることができる。これまでに、マウス骨髄細胞の培養系を用いて、n-3系多価不飽和脂肪酸の一種、エイコサペンタエン酸がミエロイド系マクロファージの分化を促進し、その機序として核内受容体 peroxisome proliferator activated　receptor γ(PPARγ)との結合が関与することを明らかにしている。また、酵母（Saccharomyces cerevisiae）由来αマンナンがミエロイド系細胞の抗炎症機能獲得を促進すること、その機序にはSpleen tyrosine kinase（Syk）やPhosphoinositide 3 kinase　(PI3K)/Akt/mammalian target of rapamycin (mTOR)経路が関与することを見いだしている。本研究はミエロイド系細胞の機能獲得メカニズムに新たな知見をもたらし、科学的根拠に基づく免疫機能性食品の開発に貢献すると期待される。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年度はミエロイド系樹状細胞やマクロファージの分化と機能獲得における食品・微生物成分の促進効果についての解析を行った。その結果、以下を明らかにした。（1）エイコサペンタエン酸（EPA）はマウス骨髄細胞からマクロファージへの分化を顕著に促進する一方で、ミエロイド系やリンパ球系樹状細胞の分化を抑制した。EPAの核内受容体として知られるPPARγのアゴニストGW1929もまた、マクロファージ分化を促進した。以上の結果から、エイコサペンタエン酸はPPARγとの結合を介して骨髄細胞からマクロファージへの分化を促進することが示唆された。（2）酵母の細胞壁成分αマンナンは抗炎症性ミエロイド系細胞の分化を促進し、抗炎症型サイトカインIL-10産生を増強する。αマンナンが誘導する細胞内シグナル伝達経路を解析したところ、Sykの活性化を開始点として、PI3K/Akt/mTOR経路の活性化が、αマンナンによるIL-10産生誘導に関与することを見いだした。また、メタボローム解析の結果から、αマンナンはポリアミン経路の代謝物産生を増強すること、mTORの活性化が代謝経路とのクロストークを誘導することが示唆された。
Strategy for Future Research Activity	抗炎症性ミエロイド系細胞への分化機構の詳細な解析を進める。特にαマンナンによる抗炎症性獲得において、mTOR活性化と代謝経路とのクロストークの関与が示唆されたことから、クロストークに関与する分子の同定をリン酸化プロテオームなどの解析により行う。またin vitroにより調製した抗炎症性ミエロイド系マクロファージの機能について、炎症疾患マウスモデルを用いて評価する。さらにマウス骨髄細胞やヒト単球モデルを用いて、抗炎症性ミエロイド系ミクログリアの誘導モデルの確立を試みる。単球からミクログリア分化にはサイトカインIL-34とSCFが関与することが明らかになっているが、さらに微生物・食品成分による分化促進効果を解析する。