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ショウジョウバエ腸管において細菌を見分ける新規メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 15J03552
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 機能生物化学
研究機関金沢大学 (2016-2017)
東北大学 (2015)

研究代表者

堀 亜紀  金沢大学, 医薬保健学総合研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード腸管免疫 / 腸内細菌 / ショウジョウバエ
研究実績の概要

腸管内には大量の腸内常在菌が存在しているため、有害な病原性細菌は排除し、宿主にとって有益な働きをする腸内常在菌は適切に維持するための特別なメカニズムが腸管には存在する。私はショウジョウバエを用いて、この特別なメカニズムの解明に迫ろうと考えた。そこで、これまでに報告のなかったグラム陽性菌経口感染時の免疫応答の解析を行い、Imd経路を介してストレス応答因子の発現が誘導されることを明らかにした。この機構は既知の抗菌ペプチドの産生によらない全く新しい防御応答である。さらに、この防御応答の上流でグラム陽性菌の感染を認識してImd経路を活性化する機構は、既知の因子によらない新規の機構であることが示唆された。この機構として、私は病原性細菌や腸内常在菌に特有の低分子化合物を受容体が認識し、腸管での免疫応答を制御しているのではないかという仮説をたて検証を行うこととした。
本年度は、完全に微生物freeのハエを安定して作成し、さらに特定の細菌のみを定着させたノトバイオートハエも作成し解析を行った。無菌ハエが通常飼育時のハエと比べてどのような違いがみられるか、さらにその違いがノトバイオートハエでどのように変化するのかを調べるため、腸管を用いてRNA-seqにより網羅的に遺伝子発現変化を調べた。
その結果、無菌ハエの腸管において通常飼育ハエの腸管よりも発現量が低下していたものとして、生殖細胞の分化などに重要なRNA結合因子や、腸管幹細胞の恒常性維持や腸管の構造に重要な腸管上皮極性因子、さらには脂質代謝に関わる因子や複数のペプチドホルモン・神経伝達物質が見られた。これらの因子は、特定のノトバイオートハエにおいて発現の回復が見られるものと見られないものとにわけられた。
これらの結果から、ある特定の腸内細菌が免疫応答やストレス応答以外にも、特定の遺伝子発現や生理機能の調節を行っていることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Unexpected role of the IMD pathway in Drosophila gut defense against Staphylococcus aureus2018

    • 著者名/発表者名
      Hori A, Kurata S, Kuraishi T
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 495 号: 1 ページ: 395-400

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.11.004

    • NAID

      120006375092

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ショウジョウバエ消化管での病原菌排除応答2017

    • 著者名/発表者名
      堀亜紀、倉石貴透
    • 雑誌名

      月刊「細胞」

      巻: 10月号

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Phagocytosis assay for apoptotic cells in Drosophila embryos.2017

    • 著者名/発表者名
      Nonaka, S., Hori, A., Nakanishi, Y., Kuraishi, T.
    • 雑誌名

      Journal of Visualized Experiments

      巻: 126 号: 126

    • DOI

      10.3791/56352

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel mode of induction of the humoral innate immune response in Drosophila larvae2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kenmoku, Aki Hori, Takayuki Kuraishi, and Shoichiro Kurata
    • 雑誌名

      Disease Models & Mechanisms

      巻: 10 号: 3 ページ: 271-281

    • DOI

      10.1242/dmm.027102

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 神経系によるショウジョウバエ腸管の構造と機能の制御2015

    • 著者名/発表者名
      見目裕之、堀亜紀、倉石貴透、倉田祥一朗
    • 雑誌名

      蚕糸・昆虫バイオテック

      巻: Vol. 84 ページ: 205-212

    • NAID

      130006162022

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Novel mode of induction of the innate immune response in Drosophila larvae2017

    • 著者名/発表者名
      Aki Hori
    • 学会等名
      The 19th Takeda Science Foundation Symposium on Bioscience “Chronic Inflammation - Initiation, Progression and Resolution”
    • 発表場所
      大阪府
    • 年月日
      2017-01-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reconstitution of mammalian gut microbiota in Drosophila intestine2017

    • 著者名/発表者名
      Aki Hori, Wataru Suda, Kenya Honda and Takayuki Kuraishi
    • 学会等名
      EDRC 2017 (London, UK)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Establishment of techniques for long-term maintenance of germ-free Drosophila2017

    • 著者名/発表者名
      Aki Hori
    • 学会等名
      3rd Makassar International Symposium on Pharmaceutical Sciences (Makassar, Indonesia)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ショウジョウバエ幼虫における無菌炎症の誘導に関わる新規経路の探索2017

    • 著者名/発表者名
      堀亜紀、見目裕之、野中さおり、福嶋和貴、山田夏美、川端真代、倉田祥一朗、倉石貴透
    • 学会等名
      2017年度 生命科学系学会合同大会 ConBio2017 (神戸)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Reconstitution of mammalian gut microbiota in Drosophila intestine2016

    • 著者名/発表者名
      堀亜紀
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神奈川県
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Guts, Germs, and Forceps2016

    • 著者名/発表者名
      堀亜紀
    • 学会等名
      モデル動物研究会
    • 発表場所
      石川県
    • 年月日
      2016-10-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ショウジョウバエの幼虫で無菌的に炎症を誘導する新規モデル2016

    • 著者名/発表者名
      堀亜紀
    • 学会等名
      第8回 免疫適塾
    • 発表場所
      茨城県
    • 年月日
      2016-09-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ショウジョウバエの幼虫で無菌的に炎症を誘導する新規モデル2016

    • 著者名/発表者名
      堀亜紀
    • 学会等名
      第10回 昆虫ワークショップ
    • 発表場所
      静岡県
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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