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大腸Label-retaining杯細胞の同定・機能解析と炎症粘膜再生への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19H03634
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分53010:消化器内科学関連
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

岡本 隆一  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (50451935)

研究分担者 油井 史郎  東京医科歯科大学, 統合研究機構, 准教授 (00383886)
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
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード杯細胞 / 炎症性腸疾患 / 粘膜再生 / 潰瘍性大腸炎 / オルガノイド / 腸上皮オルガノイド / 胚細胞 / 大腸炎 / 炎症性腸疾患? / 大腸粘膜再生
研究開始時の研究の概要

本研究は研究代表者らが独自に見出した、マウス大腸近位粘膜に限局して長期に渡り生存する”ラベル保持杯細胞(LR型杯細胞)”の同定・機能解析を通じ、同粘膜に内在する特殊な傷害抵抗・組織再生機構を明らかにすると共に、潰瘍性大腸炎に対する「近位大腸の組織再生・維持特性を利用した粘膜再生医療」の開発を目的とする。この為、マウス大腸におけるLR型杯細胞特異的マーカー等の探索、生体モデルにおけるLR型杯細胞誘導オルガノイドの組織再生機能等を検討する。併せてヒトLR型杯細胞の誘導法探索とこれを用いた遠位大腸粘膜の「LR型杯細胞粘膜」への置換についても検証を加える。

研究成果の概要

マウス近位大腸の分泌型細胞(杯細胞)で高発現する遺伝子群として37遺伝子を同定した。直腸の分泌型細胞(杯細胞)で高発現する遺伝子群としては同様にRegファミリー遺伝子等を含む70遺伝子を同定した。さらに同遺伝子発現データのGSEA解析では静止期(Quiescent期)を特徴づける遺伝子群の発現が高いことが示された。またヒト上行結腸由来オルガノイド及びヒト直腸由来オルガノイドについて、それぞれマイクロアレイ法による網羅的遺伝子発現解析を行い、特異的遺伝子群の抽出を試みた結果、ヒト直腸由来オルガノイドで高発現を認める43遺伝子及びヒト上行結腸由来オルガノイドで高発現を認める47遺伝子を同定した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

マウス近位大腸杯細胞を単離・同定するための複数の分子マーカー及び候補遺伝子群及びヒト近位大腸上皮に一定の発現特異性を有する遺伝子群の同定に成功しており、大腸近位に存在する杯細胞が如何なる特性・機能を有し制御・誘導され、大腸粘膜の恒常性に貢献しているのかを解明するための基盤となる知見が獲得された。また、同杯細胞に特異的な機能等を活用し異なる大腸区域に由来する「自家腸上皮オルガノイド」を移植治療に利用しながら、「大腸粘膜の区域特性変換」による炎症粘膜再生治療を開発するための基盤となる知見も併せて獲得された。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 5件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Transplantation of intestinal organoids into a mouse model of colitis2022

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Satoshi、Kobayashi Sakurako、Ogasawara Nobuhiko、Okamoto Ryuichi、Nakamura Tetsuya、Watanabe Mamoru、Jensen Kim B.、Yui Shiro
    • 雑誌名

      Nature Protocols

      巻: 17 号: 3 ページ: 649-671

    • DOI

      10.1038/s41596-021-00658-3

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Nickel particles are present in Crohn's disease tissue and exacerbate intestinal inflammation in IBD susceptible mice.2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Matsuda, Yoichi Nibe-Shirakihara, Akiko Tamura, Emi Aonuma, Satoko Arakawa, Kana Otsubo, Yasuhiro Nemoto, Takashi Nagaishi, Kiichiro Tsuchiya, Shigeomi Shimizu, Averil Ma, Mamoru Watanabe, Motohiro Uo, Ryuichi Okamoto, Shigeru Oshima.
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications.

      巻: 592 ページ: 74-80

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.12.111

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] A potent endocytosis inhibitor Ikarugamycin up-regulates TNF production.2021

    • 著者名/発表者名
      Ai Minamidate, Michio Onizawa, Chikako Saito, Rie Hikichi, Tomoaki Mochimaru, Mai Murakami, Chiharu Sakuma, Takehito Asakawa, Yuichi Hiraoka, Shigeru Oshima, Takashi Nagaishi, Kiichiro Tsuchiya, Hiromasa Ohira, Ryuichi Okamoto, Mamoru Watanabe.
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports.

      巻: 27 ページ: 101065-101065

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2021.101065

    • 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] Importance of Telomere Shortening in the Pathogenesis of Ulcerative Colitis: A New Treatment From the Aspect of Telomeres in Intestinal Epithelial Cells2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Sho、Hibiya Shuji、Katsukura Nobuhiro、Kitagawa Sayuki、Sato Ayako、Okamoto Ryuichi、Watanabe Mamoru、Tsuchiya Kiichiro
    • 雑誌名

      Journal of Crohn's and Colitis

      巻: 16 号: 1 ページ: 109

    • DOI

      10.1093/ecco-jcc/jjab115

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Schlafen 11 Is a Novel Target for Mucosal Regeneration in Ulcerative Colitis2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Sho、Nishimura Ryu、Shirasaki Tomoaki、Katsukura Nobuhiro、Hibiya Shuji、Kirimura Susumu、Negi Mariko、Okamoto Ryuichi、Matsumoto Yuka、Nakamura Tetsuya、Watanabe Mamoru、Tsuchiya Kiichiro
    • 雑誌名

      Journal of Crohn's and Colitis

      巻: 15 号: 9 ページ: 1558

    • DOI

      10.1093/ecco-jcc/jjab032

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional analysis of isoflavones using patient-derived human colonic organoids2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Mao、Ito Go、Hama Minami、Nagata Sayaka、Kawamoto Ami、Suzuki Kohei、Shimizu Hiromichi、Anzai Sho、Takahashi Junichi、Kuno Reiko、Takeoka Sayaka、Hiraguri Yui、Sugihara Hady Yuki、Mizutani Tomohiro、Yui Shiro、Oshima Shigeru、Tsuchiya Kiichiro、Watanabe Mamoru、Okamoto Ryuichi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 542 ページ: 40-47

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.01.021

    • 関連する報告書
      2020 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] Notch and TNF-α signaling promote cytoplasmic accumulation of OLFM4 in intestinal epithelium cells and exhibit a cell protective role in the inflamed mucosa of IBD patients2021

    • 著者名/発表者名
      Kuno Reiko、Ito Go、Kawamoto Ami、Hiraguri Yui、Sugihara Hady Yuki、Takeoka Sayaka、Nagata Sayaka、Takahashi Junichi、Tsuchiya Mao、Anzai Sho、Mizutani Tomohiro、Shimizu Hiromichi、Yui Shiro、Oshima Shigeru、Tsuchiya Kiichiro、Watanabe Mamoru、Okamoto Ryuichi
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 25 ページ: 100906-100906

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2020.100906

    • 関連する報告書
      2020 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] CD8αα+ T cells show amoeboid shape and frequent morphological change in?vitro, and localize to small intestinal intraepithelial region in?vivo2020

    • 著者名/発表者名
      Takei Yuria、Nemoto Yasuhiro、Morikawa Ryo、Tanaka Shohei、Oshima Shigeru、Nagaishi Takashi、Okamoto Ryuichi、Tsuchiya Kiichiro、Nakamura Tetsuya、Watanabe Mamoru
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 523 号: 2 ページ: 328-335

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.12.021

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Organoid-based regenerative medicine for inflammatory bowel diasease.2020

    • 著者名/発表者名
      Okamoto R, Shimizu H, Suzuki K, Kawamoto A, Takahashi J, Kawai M, Nagata S, Hiraguri Y, Takeoka S, Sugihara HY, Yui S, Watanabe M
    • 雑誌名

      Regen Ther.

      巻: 13 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.reth.2019.11.004

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-fat diet-derived free fatty acids impair the intestinal immune system and increase sensitivity to intestinal epithelial damage2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Shohei、Nemoto Yasuhiro、Takei Yuria、Morikawa Ryo、Oshima Shigeru、Nagaishi Takashi、Okamoto Ryuichi、Tsuchiya Kiichiro、Nakamura Tetsuya、Stutte Susanne、Watanabe Mamoru
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 522 号: 4 ページ: 971-977

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.11.158

    • 関連する報告書
      2019 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] TP53 mutation by CRISPR system enhances the malignant potential of colon cancer2019

    • 著者名/発表者名
      Watanabe S, Tsuchiya K, Nishimura R, Shirasaki T, Katsukura N, Hibiya S, Okamoto R, Nakamura T, Watanabe M
    • 雑誌名

      Mol Cancer Res.

      巻: 17 号: 7 ページ: 1459

    • DOI

      10.1158/1541-7786.mcr-18-1195

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stem cell-based therapy for inflammatory bowel disease.2019

    • 著者名/発表者名
      Hiromichi Shimizu, Kohei Suzuki, Mamoru Watanabe, Ryuichi Okamoto
    • 雑誌名

      Intest Res

      巻: 17 号: 3 ページ: 311-316

    • DOI

      10.5217/ir.2019.00043

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 東京医科歯科大学における内視鏡を用いた基礎研究の取り組み2021

    • 著者名/発表者名
      岡本隆一
    • 学会等名
      第101回日本消化器内視鏡学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Organoid-based regenerative and precision medicine for IBD2021

    • 著者名/発表者名
      Okamoto R
    • 学会等名
      KDDW2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 【Keynote lecture】腸上皮オルガノイドを用いた再生医療の開発2019

    • 著者名/発表者名
      岡本隆一
    • 学会等名
      ヒューマン・オルガノイド技術の最前線2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 【消化器疾患と再生医療】炎症性腸疾患に対する再生医療の開発2019

    • 著者名/発表者名
      岡本隆一、清水寛路、渡辺 守
    • 学会等名
      JDDW2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Establishment of chronic inflammation model using human small intestinal and colonic organoids2019

    • 著者名/発表者名
      Shuji Hibiya, Kiichiro Tsuchiya, Ryu Nishimura, Sho Watanabe, Nobuhiro Katsukura, Tomoaki Shirasaki, Ryuichi Okamoto, Mamoru Watanabe
    • 学会等名
      UEG Week 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 患者由来腸上皮オルガノイドを用いたイソフラボン類による腸上皮機能調節機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      川井麻央、河本亜美、永田紗矢香、安斎 翔、高橋純一、久野玲子、平栗優衣、鈴木康平、清水寛路、油井史郎、岡本隆一、渡辺 守
    • 学会等名
      第56回日本消化器免疫学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 炎症性腸疾患に対する再生医療の開発2019

    • 著者名/発表者名
      岡本隆一
    • 学会等名
      第103回IBDミニカンファレンス
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 【シンポジウム13:組織再生とオルガノイド】腸上皮幹細胞オルガノイドによる粘膜再生医療2019

    • 著者名/発表者名
      岡本隆一
    • 学会等名
      第40回日本炎症・再生医学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 【Focus Session: Cutting Edge Regenerative Medicine Using Stem Cells】Intestinal Epithelial Stem Cell Organoids and IBD2019

    • 著者名/発表者名
      Okamoto R, Watanabe M
    • 学会等名
      ISSCR2019
    • 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] Long-term inflammation model using human colonic organoids2019

    • 著者名/発表者名
      Shuji Hibiya, Kiichiro Tsuchiya, Ryu Nishimura, Tomoaki Shirasaki, Sho Watanabe, Nobuhiro Katsukura, Shigeru Oshima, Ryuichi Okamoto, Tetsuya Nakamura, Mamoru Watanabe
    • 学会等名
      AOCC2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional analysis of isoflavones using patient-derived intestinal organoids2019

    • 著者名/発表者名
      Kawai M, Hama M, Nagata S, Kawamoto A, Suzuki K, Shimizu H, Anzai S, Takahashi J, Kuno R, Takeoka S, Hiraguri Y, Yui S, Okamoto R, Watanabe M
    • 学会等名
      AOCC2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 【The 6th JSGE International Topic Conference Lifestyle-related Diseases in Gastroenterology】Gastrointestinal tract(role of gut microbiome and diet):Food-bome factors in inflammatory bowel disease2019

    • 著者名/発表者名
      Ryuichi Okamoto, Mao Kawai, Minami Hama, Sayaka Nagata, Ami Kawamoto, Kohei Suzuki, Hiromichi Shimizu, Sho Anzai, Junichi Takahashi, Reiko Kuno, Sayaka Takeoka, Yui Hiraguri, Shiro Yui, Mamoru Watanabe
    • 学会等名
      The105th General Meeting of the Japanese Society of Gastroenterology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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