2015 Fiscal Year Research-status Report
腸炎モデルおよびヒト初代培養細胞を用いた菌由来活性物質の腸管保護メカニズムの解析
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26460956
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| Research Institution | Asahikawa Medical College |
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Principal Investigator |
藤谷 幹浩 旭川医科大学, 医学部, 准教授 (80322915)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上野 伸展 旭川医科大学, 医学部, 助教 (30436000)
稲場 勇平 旭川医科大学, 医学部, その他 (30447099) [Withdrawn]
盛一 健太郎 旭川医科大学, 医学部, 講師 (70455715)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ポリリン酸 / 腸内細菌 / 腸炎 / 大腸癌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．ポリリン酸の腸上皮への直接作用とそのメカニズム解析：前年度の研究成果から腸管上皮細胞にポリリン酸を投与すると炎症関連メディエーターおよびエンドサイトーシス関連分子の発現が変化すること、エンドサイトーシスを阻害するとポリリン酸の腸管保護作用が減弱することを明らかにした。そこで本年度はポリリン酸がエンドサイトーシスにより取り込まれる過程で発現が変化するmRNAを網羅的に解析した。その結果、154個のmRNA発現が有意に変化し、中でも腸管バリア機能に関係があるTNFAIP3、TMSβ4、DUSP2の3分子の発現が有意に上昇していることが明らかにした。さらに、ポリリン酸の投与によりTNFAIP3蛋白の発現も有意に増加していること、エンドサイトーシスの抑制によりこのTNFAIP3の発現誘導は阻害されることも明らかにした。今後さらに詳細なメカニズム解析を行うとともに成果の公表に努めていく予定である。
２．ポリリン酸による腸内細菌叢の制御と腸管組織への作用解析：昨年に引き続き、正常および腸炎モデルマウスの便中や腸管内容物内の細菌DNAシークエンスについて解析を継続している。
３．初代培養腸細胞に対するCSF およびポリリン酸の作用とメカニズム解析：マウス腸管組織から採取した上皮細胞をconditional reprogramming 法を用いて培養し、正常腸管上皮の初代培養細胞を得た。これにポリリン酸を投与した結果、異常な細胞増殖の変化や細胞死の誘導は認められなかった。一方、大腸癌由来SW620細胞株に対して、ポリリン酸は強い増殖抑制効果、細胞死誘導作用を発揮した。今後は、ポリリン酸の抗腫瘍メカニズムの解析や他臓器癌への効果を検証し、臨床応用へ向けての基盤的な成果を積み重ねていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
以下の各検討事項について、ほぼ計画通り進展しており、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。
１．ポリリン酸の腸上皮への直接作用とそのメカニズム解析：前年度の研究成果に加え、①ポリリン酸がエンドサイトーシスにより取り込まれる過程で発現が変化する154個のmRNAを同定し、②その中で腸管バリア機能に関係があるTNFAIP3、TMSβ4、DUSP2の3分子の発現が有意に上昇していること、③ポリリン酸の投与によりTNFAIP3の蛋白発現も有意に増加していること、④エンドサイトーシスの抑制によりこのTNFAIP3の発現誘導は阻害されることも明らかにした。
２．ポリリン酸による腸内細菌叢の制御と腸管組織への作用解析：昨年に引き続き解析を継続している。
３．初代培養腸細胞に対するCSF およびポリリン酸の作用とメカニズム解析：①conditional reprogramming 法を用いてマウス正常腸管上皮の初代培養細胞を樹立し、②ポリリン酸が正常上皮初代培養細胞に異常な細胞増殖の変化や細胞死の誘導を引き起こさないこと、③ポリリン酸は大腸癌由来SW620細胞株に対して強い増殖抑制効果と細胞死誘導作用を発揮することを明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．ポリリン酸の腸上皮への直接作用とそのメカニズム解析：本年度までの研究成果から、①ポリリン酸には腸管上皮に対する腸管保護作用や抗炎症作用があり、作用メカニズムとしてエンドサイトーシスによるポリリン酸の取り込みが起点となっていることを証明した。今後は、ポリリン酸によって誘導される分子の詳細な解析を行い、腸管保護作用や抗炎症作用の詳細なメカニズムを明らかにするとともに、英文論文での成果報告や国内外での学会発表を通じては、本研究成果の公表に努めていく。
２．ポリリン酸による腸内細菌叢の制御と腸管組織への作用解析：正常および腸炎モデルマウスの便中や腸管内容物内の細菌DNAシークエンスについて解析を継続する。
３．初代培養腸細胞に対するCSF およびポリリン酸の作用とメカニズム解析：ポリリン酸は大腸癌細胞に対して強い増殖抑制効果、細胞死誘導作用を発揮する反面、マウス正常腸管上皮の初代培養細胞に有害な事象は引き起こさないことを明らかにした。今後は、ポリリン酸の抗腫瘍効果に関連する分子の網羅的な解析を通じて作用メカニズムを明らかにすること、他臓器由来の癌への効果も検証していく。また、ポリリン酸と同様に抗腫瘍効果を持つ菌由来物質の探索を行っていく。
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| Causes of Carryover |
消耗品の消費量が当初の予定よりも少なく抑えられたため、購入費用が安価であった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額45,035円と次年度使用予定の費用は菌由来物質の作用解析や多臓器癌への効果の検討に用いる。
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[Journal Article] Polyphosphate, an active molecule derived from probiotic Lactobacillus brevis, improves the fibrosis in murine colitis.2015
Author(s)
Kashima S, Fujiya M, Konishi H, Ueno N, Inaba Y, Moriichi K, Tanabe H, Ikuta K, Ohtake T, Kohgo Y.
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Journal Title
Translational Research
Volume: 166
Pages: 163-175
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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