腸管神経による免疫系・上皮系バリアおよび腸内フローラ制御機構解析

• Project Area: Analysis and synthesis of multi-dimensional immune organ network
• Project/Area Number: 15H01149
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 幡野 雅彦 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (20208523)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000); Fiscal Year 2016: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2015: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: 腸管神経 / 腸管免疫 / 腸内細菌叢 / 上皮バリア / 腸管免疫系 / 一酸化窒素 / 腸管神経系

Outline of Annual Research Achievements

腸管神経細胞の増加しているNcx KOマウスを用いて腸管バリア機構・腸管免疫・腸内細菌叢について解析した。Ncx KO マウスは一酸化窒素（NO)を産生する腸管神経が増加している。上皮細胞のE-カドヘリンの発現を調べたところKOマウスでは減少しておりまた、透過性も亢進していた。また、ニトロチロシン抗体により染色される上皮細胞が増加していた。ｎNOSの阻害剤を投与したところカドヘリンの発現は正常に回復したことより腸管神経より出るNOにより上皮細胞障害が起きていることが示唆された。
次に腸内細菌叢について糞便培養、１６SｒRNA解析およびメタゲノム解析を行った。培養法では通性嫌気性菌がKOマウスで野生型の10～100倍に増加、１６SｒRNAおよびメタゲノム解析で腸内細菌科の細菌が増加していることが明らかになった。さらにKOマウスでは一酸化窒素還元酵素であるNitric oxide reductase (NORV)遺伝子を持つ菌が増加していた。NORV陽性細菌はNOによる殺菌作用から逃れるため病原性が高いと言われている。そこで野生型マウスに野生型およびKOマウスの糞便をそれぞれ移植しDSS腸炎を誘導したところKOマウス糞便を移植したマウスにおいてより悪化する傾向にあった。これらの結果より腸内において高濃度のNOに暴露されることによりNORV陽性の腸内細菌が選択的に増加しより病原性の高いものとなったことが示唆される。
また、腸管免疫系について解析した結果、KOマウスlamina propriaにおいて好酸球が増加していることが明らかとなった。好酸球をリクルートするケモカイン・サイトカインを調べたところKO腸管においてeotaxinおよびIL-5が増加していることが明らかとなった。これら因子を産生する細胞および好酸球増加の生理的意義について検討している。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Suppression of T Cell Autophagy Results in Decreased Viability and Function of T Cells Through Accelerated Apoptosis in a Murine Sepsis Model. (2017)
  • Author(s): Oami T, Watanabe E, Hatano M, Sunahara S, Fujimura L, Sakamoto A, Ito C, Toshimori K, Oda S.
  • Journal Title: Crit Care Med. Volume: 45
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Development of chronic allergic responses by dampening Bcl6-mediated suppressor activity in memory T helper 2 cells. (2017)
  • Author(s): Ogasawara T, Hatano M, Satake H, Ikari J, Taniguchi T, Tsuruoka N, Watanabe-Takano H, Fujimura L, Sakamoto A, Hirata H, Sugiyama K, Fukushima Y, Nakae S, Matsumoto K, Saito H, Fukuda T, Kurasawa K, Tatsumi K, Tokuhisa T, Arima M.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A. Volume: 114 Issue: 5
  • DOI: 10.1073/pnas.1613528114
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Genetic and Pharmacological Inhibition of p38α Improves Locomotor Recovery after Spinal Cord Injury. (2017)
  • Author(s): Umezawa H, Naito Y, Tanaka K, Yoshioka K, Suzuki K, Sudo T, Hagihara M, Hatano M, Tatsumi K, Kasuya Y.
  • Journal Title: Front Pharmacol. Volume: 8 Pages: 72-72
  • DOI: 10.3389/fphar.2017.00072
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Transcriptional repression of p27 is essential for murine embryonic development. (2016)
  • Author(s): Teratake Y, Kuga C, Hasegawa Y, Sato Y, Kitahashi M, Fujimura L, Watanabe-Takano H, Sakamoto A, Arima M, Tokuhisa T, Hatano M.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 6 Issue: 1 Pages: 26244-26244
  • DOI: 10.1038/srep26244
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Systemic and Local Cytokine Profile in Biliary Atresia. (2016)
  • Author(s): Saito T, Sakamoto A, Hatano M, Iwai J, Higashimoto Y, Yoshida H.
  • Journal Title: Eur J Pediatr Surg. Volume: ―
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] DA-Raf-Mediated Suppression of the Ras--ERK Pathway Is Essential for TGF-β1-Induced Epithelial-Mesenchymal Transition in Alveolar Epithelial Type 2 Cells. (2015)
  • Author(s): Watanabe-Takano, H., Takano, K., Hatano, M., Tokuhisa, T. and Endo T.
  • Journal Title: ProS One Volume: 10 Issue: 5 Pages: e0127888-e0127888
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0127888
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Nepro is localized in the nucleolus and essential for preimplantation development in mice. (2015)
  • Author(s): Masakazu Hashimoto, Tatsuya Sato, Yuko Muroyama, Lisa Fujimura, Masahiko Hatano, Tetsuichiro Saito
  • Journal Title: Development, Growth & Differentiation Volume: 57 Issue: 7 Pages: 529-538
  • DOI: 10.1111/dgd.12232
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Haploinsufficiency of the c-myc transcriptional repressor FIR, as a dominant negative-alternative splicing model, promoted p53-dependent T-cell acute lymphoblastic leukemia progression by activating Notch1. (2015)
  • Author(s): Matsushita K, Kitamura K, Rahmutulla B, Tanaka N, Ishige T, Satoh M, Hoshino T, Miyagi S, Mori T, Itoga S, Shimada H, Tomonaga T, Kito M, Nakajima-Takagi Y, Kubo S, Nakaseko C, Hatano M, Miki T, Matsuo M, Fukuyo M, Kaneda A, Iwama A, Nomura F.
  • Journal Title: Oncotarget Volume: 6 Pages: 5102-5117
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Bidirectional role of IL-6 signal in pathogenesis of lung fibrosis. (2015)
  • Author(s): Kobayashi T, Tanaka K, Fujita T, Umezawa H, Amano H, Yoshioka K, Naito Y, Hatano M, Kimura S, Tatsumi K, Kasuya Y.
  • Journal Title: Respir Res. Volume: 16 Issue: 1 Pages: 99-99
  • DOI: 10.1186/s12931-015-0261-z
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 腸管神経細胞分化におけるNcxの機能解析 (2016)
  • Author(s): 小林茉優、幡野雅彦、坂本明美、藤村理紗、寺竹洋一、深谷小百合
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-12-01
• [Presentation] ２．腸管神経過多マウスを用いた朝刊神経系と免疫系の相互作用の解析 (2016)
  • Author(s): 藤村理紗、坂本明美、幡野雅彦
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-12-01
• [Presentation] Role of enteric neurons in regulation of intestinal homeostasis (2015)
  • Author(s): Lisa Fujimura, Akemi Sakamoto, Masafumi Arima, Takeshi Tokuhisa, Masahiko Hatano
  • Organizer: 第４４回日本免疫学会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • Year and Date: 2015-11-18
• [Presentation] 腸管恒常性維持における腸管神経の役割について (2015)
  • Author(s): 藤村理紗, 小原由紀子, 大崎敬子, 神谷茂, 幡野雅彦
  • Organizer: 第１９回腸内細菌学会
  • Place of Presentation: 北里大学コンベンションホール（東京都・港区）
  • Year and Date: 2015-06-18
• [Remarks] 千葉大学バイオメディカル研究センター
  • URL: http://www.m.chiba-u.ac.jp/class/biomedical/