腸管関連リンパ組織内共生細菌の、恒常的役割と病態形成機構の解明

• 研究課題/領域番号: 17J07480
• 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: 免疫学
• 研究機関: 早稲田大学 (2018-2020); 千葉大学 (2017)
• 研究代表者: 柴田 納央子 早稲田大学, 理工学術院, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2017-04-26 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 腸管免疫 / 共生細菌 / 日和見細菌

研究実績の概要

本年度、パイエル板内共生細菌群による腸管免疫制御を解明するため、アルカリゲネス菌由来の膜小胞を介した生理活性分子の輸送に着目した解析を進めた。
膜小胞は細菌間情報伝達ツールの一種として知られている一方で、Pseudomonas aeruginosaを始めとした病原性細菌では、膜小胞へ毒素タンパク質や溶血性ホスホリパーゼcなどを封入し標的細胞へ送り込むことが知られている。本年度、アルカリゲネス菌由来生理活性分子の動態に着目し、共焦点顕微ラマン分光計やガスクロマトグラフィー質量分析法などを用いた解析を行った結果、アルカリゲネス菌が膜小胞内に高濃度の短鎖脂肪酸を封入し、放出していることが明らかとなった。
さらに、グラム陰性細菌の膜小胞産生誘導経路として、DNA損傷に伴うSOS responseや、菌密度の増加により誘導されるQuorum sensingが知られているが、これら膜小胞誘導経路によって、アルカリゲネス菌由来膜小胞の内容物組成が変化することを新たに見出した。SOS responseやQuorum sensingは、アルカリゲネス菌を始めとする腸内細菌叢が、宿主の腸管環境下で誘導されることが知られている。そこで今後、腸管組織内部や樹状細胞内部での膜小胞放出やその内容物、樹状細胞の機能制御に着目した解析を進めることで、アルカリゲネス菌由来の膜小胞を介した生理活性分子の輸送や免疫制御能を明らかにしていく。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Lymphoid Tissue Resident Alcaligenes Establish an Intracellular Symbiotic Environment by Creating a Unique Energy Shift in Dendritic Cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Hosomi Koji、Shibata Naoko、Shimoyama Atsushi、Uto Tomoya、Nagatake Takahiro、Tojima Yoko、Nishino Tomomi、Takeyama Haruko、Fukase Koichi、Kiyono Hiroshi、Kunisawa Jun
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 11 ページ: 561005-561005
  • DOI: 10.3389/fmicb.2020.561005
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Persistent colonization of non-lymphoid tissue-resident macrophages by Stenotrophomonas maltophilia (2019)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Ichiro, Hosomi Koji, Nagatake Takahiro, Tobou Hirokazu, Yamamoto Daiki, Hayashi Ikue, Kurashima Yosuke, Sato Shintaro, Shibata Naoko, Goto Yoshiyuki, Maruyama Fumito, Nakagawa Ichiro, Kuwae Asaomi, Abe Akio, Kunisawa Jun, Kiyono Hiroshi
  • 雑誌名: International Immunology 巻: 32 号: 2 ページ: 133-141
  • DOI: 10.1093/intimm/dxz071
  • NAID: 120006888456
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Distinct Roles for Peyer’s Patch B Cells for Induction of Antigen-specific IgA Antibody Responses in Mice Administered Oral Recombinant Salmonella (2019)
  • 著者名/発表者名: Hashizume-Takizawa Tomomi、Shibata Naoko、Kurashima Yosuke、Kiyono Hiroshi、Kurita-Ochiai Tomoko、Fujihashi Kohtaro
  • 雑誌名: International Immunology 巻: - 号: 8 ページ: 531-541
  • DOI: 10.1093/intimm/dxz029
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Lymphoid tissue-resident Alcaligenes LPS induces IgA production without excessive inflammatory responses via weak TLR4 agonist activity (2018)
  • 著者名/発表者名: N. Shibata, J. Kunisawa, K. Hosomi, Y. Fujimoto, K. Mizote, N. Kitayama, A. Shimoyama, H. Mimuro, S. Sato, N. 5 Kishishita, K. J. Ishii, K. Fukase, and H. Kiyono
  • 雑誌名: Mucosal Immunology 巻: － 号: 3 ページ: 693-702
  • DOI: 10.1038/mi.2017.103
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dietary and Microbial Metabolites in the Regulation of Host Immunity (2017)
  • 著者名/発表者名: Shibata Naoko、Kunisawa Jun、Kiyono Hiroshi
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 8 ページ: 2171-2171
  • DOI: 10.3389/fmicb.2017.02171
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 腸内組織内共生細菌由来のシトクロムcによる、宿主樹状細胞のアポトーシス誘導機構 (2020)
  • 著者名/発表者名: 柴田納央子、國澤純、安藤正弘、細川正人、堀井俊平、細見晃司、竹山春子、清野宏
  • 学会等名: 日本農芸化学会
• [学会発表] Induction of apoptosis in host cells associated with morphological changes of intra-tissue symbiotic bacteria (2020)
  • 著者名/発表者名: N. Shibata
  • 学会等名: Tokyo 2020 UCSD-IMUST International Joint Research Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Morphological changes of intra-tissue opportunistic bacteria, Alcaligenes, are accompanied by cytochrome c accumulation and induce host cell apoptosis (2020)
  • 著者名/発表者名: N Shibata
  • 学会等名: Rising Stars in Cutting Edge Immunology Research
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 腸管組織内に共生する日和見細菌アルカリゲネス菌の形態変化に伴う、シトクロムc蓄積と宿主細胞のアポトーシス誘導 (2019)
  • 著者名/発表者名: 柴田納央子、國澤純、安藤正弘、細川正人、堀井俊平、細見晃司、竹山春子、清野宏.
  • 学会等名: 第71回 日本生物工学会大会
• [学会発表] 小腸パイエル板組織内共生細菌アルカリゲネスの免疫機能とアジュバント応用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 柴田納央子、細見晃司、下山淳史、王韻茄、吉井健、深瀬浩一、清野宏、國澤純
  • 学会等名: 日本小児消化管感染症研究会
• [学会発表] Lymphoid tissue-resident Alcaligenes LPS induces IgA production without excessive inflammatory responses via weak TLR4 agonist activity. (2018)
  • 著者名/発表者名: N. Shibata
  • 学会等名: 20th German-Japanese Joint Symposium on Life and Medical Sciences: Interdisciplinary Research for Ageing Society
  • 国際学会
• [学会発表] LPS from lymphoid tissue-resident Alcaligenes induces IgA without excessive inflammation via its weak TLR4 agonist activity. (2018)
  • 著者名/発表者名: N.Shibata, J.Kunisawa, K.Hosomi, H.Mimuro, S.Sato, KJ.Ishii, H.Kiyono
  • 学会等名: 第47回日本免疫学会学術集会