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自己免疫疾患における腸内細菌叢の役割の研究

研究課題

研究課題/領域番号 19H01030
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分49:病理病態学、感染・免疫学およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

大野 博司  国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, チームリーダー (50233226)

研究分担者 中西 裕美子  国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 研究員 (10614274)
宮内 栄治  国立研究開発法人理化学研究所, 統合生命医科学研究センター, 研究員(移行) (60634706)
下川 周子  国立感染症研究所, 寄生動物部, 主任研究官 (60708569)
加藤 完  国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 研究員 (20632946)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
45,630千円 (直接経費: 35,100千円、間接経費: 10,530千円)
2021年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2020年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
2019年度: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
キーワード腸内細菌叢 / 多発性硬化症 / EAE(実験的自己免疫性脳脊髄炎) / 1型糖尿病 / 寄生虫 / トレハロース / ルミノコッカス属菌 / CD8+制御性T細胞 / 自己免疫疾患 / 実験的自己免疫性脳脊髄炎(EAE) / STZ誘導1型糖尿病 / 統合オミクス解析 / 1型糖尿病 / CD8陽性制御性T細胞 / 自己抗原交叉ペプチド / Th17型T細胞 / IgA / 大腸炎 / 腸内細菌 / 統合オミクス手法
研究開始時の研究の概要

腸内細菌は宿主の生理や病理に多大な影響を及ぼすと考えられる。研究代表者が世界に先駆けて展開してきたゲノム、エピゲノム、トランスクリプトーム、メタボロームなど異なる階層の網羅的解析を組み合わせた「統合オミクス手法」を用いて、腸内細菌による多発性硬化症や1型糖尿病などの自己免疫疾患の発症やその制御の分子機構について研究を進める。その成果は自己免疫疾患の新たな治療法や予防法への応用が期待される。

研究成果の概要

多発性硬化症に関しては、そのマウスモデルであるEAEを用いて、小腸に多く存在する2種の菌、Lactobacillus reuteriならびにErysipelotrichaceae科菌が、自己抗原類似ペプチドの提示ならびに炎症性Th17細胞分化誘導をそれぞれ担うことにより、相乗的にEAEを増悪させることを明らかにした。
1型糖尿病に関しては、マウス腸管寄生虫によるストレプトゾトシン誘導糖尿病モデルの発症抑制、ならびにヒト1型糖尿病患者の試験から、トレハロースがRuminococcus属菌の増加を介してCD8+制御性T細胞を増加させることが膵ラ氏島の自己免疫性破壊を抑制することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多発性硬化症(EAE)に関する研究は、一般誌であるNatureに論文発表した(Nature 2020; doi: 10.1038/s41586-020-2634-9)。また1型糖尿病においても、マウスモデルおよびヒト患者から得られた研究成果は論文発表しており(Nat Commun 2020; doi: 10.1038/s41467-020-15857-x)、ともにプレス発表し、上毛新聞矢朝日新聞(Web版)にも取り上げられるなど、社会的インパクトも大きいと自覚している。
特に1型糖尿病に関しては、トレハロースやルミノコッカス属菌による1型糖尿病の予防・治療への応用も期待される。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] High-throughput identification and quantification of single bacterial cells in the microbiota2022

    • 著者名/発表者名
      Jin, J., Yamamoto, R., Takeuchi, T., Cui, G., Miyauchi, E., Hojo, N., Ikuta, K., Ohno, H., and Shiroguchi, K.
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 13 号: 1 ページ: 863-863

    • DOI

      10.1038/s41467-022-28426-1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Acetate differentially regulates IgA reactivity to commensal bacteria2021

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Tadashi、Miyauchi Eiji、Kanaya Takashi、Kato Tamotsu、Nakanishi Yumiko、Watanabe Takashi、Kitami Toshimori、Taida Takashi、Sasaki Takaharu、Negishi Hiroki、Shimamoto Shu、Matsuyama Akinobu、Kimura Ikuo、Williams Ifor R.、Ohara Osamu、Ohno Hiroshi
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 595 号: 7868 ページ: 560-564

    • DOI

      10.1038/s41586-021-03727-5

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constructing a gnotobiotic mouse model with a synthetic human gut microbiome to study host?microbe cross talk2021

    • 著者名/発表者名
      Steimle Alex、De Sciscio Alessandro、Neumann Mareike、Grant Erica T.、Pereira Gabriel V.、Ohno Hiroshi、Martens Eric C.、Desai Mahesh S.
    • 雑誌名

      STAR Protocols

      巻: 2 号: 2 ページ: 100607-100607

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2021.100607

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Bacterial cancer therapy in autochthonous colorectal cancer affects tumor growth and metabolic landscape2021

    • 著者名/発表者名
      Mackie Gillian M.、Copland Alastair、Takahashi Masumi、Nakanishi Yumiko、Everard Isabel、Kato Tamotsu、Oda Hirotsugu、Kanaya Takashi、Ohno Hiroshi、Maslowski Kendle M.
    • 雑誌名

      JCI Insight

      巻: 6 号: 23

    • DOI

      10.1172/jci.insight.139900

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Gut microorganisms act together to exacerbate inflammation in spinal cords2020

    • 著者名/発表者名
      Miyauchi Eiji、Kim Seok-Won、Suda Wataru、Kawasumi Masami、Onawa Satoshi、Taguchi-Atarashi Naoko、Morita Hidetoshi、Taylor Todd D.、Hattori Masahira、Ohno Hiroshi
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 585 号: 7823 ページ: 102-106

    • DOI

      10.1038/s41586-020-2634-9

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CD8+ regulatory T cells are critical in prevention of autoimmune-mediated diabetes2020

    • 著者名/発表者名
      3.Shimokawa C, Kato T, Takeuchi T, Ohshima N, Furuki T, Ohtsu Y, Suzue K, Imai T, Obi S, Olia A, Izumi T, Sakurai M, Arakawa H, Ohno H, Hisaeda H
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 1922-1922

    • DOI

      10.1038/s41467-020-15857-x

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Impact of Gut Microbiota in Autoimmune Diseases2021

    • 著者名/発表者名
      Ohno H
    • 学会等名
      24th SANKEN International Symposium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 腸内細菌と自己免疫疾患2020

    • 著者名/発表者名
      大野博司
    • 学会等名
      第29回腸内フローラシンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Impact of small intestinal bacteria on the pathogenesis of experimental autoimmune encephalomyelitis, an animal model of multiple sclerosis2019

    • 著者名/発表者名
      Ohno H
    • 学会等名
      Korean Society for Biochemistry and Molecular Biology (KSBMB) International Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Impact of small intestinal bacteria on the pathogenesis of experimental autoimmune encephalomyelitis, an animal model of multiple sclerosis2019

    • 著者名/発表者名
      Ohno H
    • 学会等名
      13th INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE ON PROBIOTICS, PREBIOTICS, GUT MICROBIOTA AND HEALTH
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gut microbiota and autoimmune diseases2019

    • 著者名/発表者名
      Ohno H
    • 学会等名
      The Korean Association of Immunologists International Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gut microbiota and autoimmune diseases2019

    • 著者名/発表者名
      Ohno H
    • 学会等名
      17th International Congress of Immunology (IUIS2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 腸内細菌が中枢神経系炎症を促進する仕組みを解明 -多発性硬化症の予防・治療に新たな可能性-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2020/20200827_1/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 寄生虫が自己免疫疾患の発症を抑える仕組みを解明 -1型糖尿病の予防・治療に新たな光-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2020/20200422_1/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 所属機関による研究室紹介ページ

    • URL

      https://www.riken.jp/research/labs/ims/intest_ecosys/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 研究室独自のウェブページ

    • URL

      https://www.yokohama.riken.jp/ies/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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