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ガス分子薬開発に向けたヘムオキシゲナーゼ/一酸化炭素による腸内環境調整作用の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K08292
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分53010:消化器内科学関連
研究機関京都府立医科大学

研究代表者

高木 智久  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70405257)

研究分担者 内藤 裕二  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00305575)
内山 和彦  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (50298428)
堅田 和弘  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (60593910)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020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Heme Oxygenase-1 / 一酸化炭素 / Bach1 / 潰瘍性大腸炎 / Paraprevotella / Heme oxygenase-1 / 腸内細菌叢 / 皮膚潰瘍 / 大腸潰瘍 / 一酸化炭 / マクロファージ / ヘムオキシゲナーゼ / 腸内環境 / 炎症性腸疾患
研究開始時の研究の概要

これまでに我々は、先行研究結果である外因性一酸化炭素(Carbon monoxide: CO)による腸炎抑制効果の知見を元に、COの毒性を克服した新規ガス状分子治療薬の開発を達成し、局所遊離型CO製剤により腸管炎症病態の抑制、粘膜治癒の促進が得られることを明らかにしてきた。しかしながら、腸管炎症病態時に腸管粘膜内に発現亢進するHO-1や外因性COによる腸内細菌叢を含めた腸内環境調整作用についての詳細は不明のままである。そこで、本研究では、COをガス状治療分子とした臨床治療応用を支える基盤研究として、COを介した腸内環境調整作用に着目し、その分子機構の詳細を検討する。

研究成果の概要

Bach1欠損マウス(Heme Oxygenase-1(HO-1)高発現マウス)では、デキストラン硫酸(DSS)惹起性腸炎が野生型マウスに比較して抑制されることをもとに、Bach1欠損マウス(HO-1高発現マウス)の腸内環境を移植された野生型マウスにおいてもDSS惹起性腸炎が抑制されることを明らかにした。さらに、HO-1高発現環境下で優位性を示す腸内細菌の一つとして同定されたParaprevotella claraの投与により腸炎が抑制されること、さらには、潰瘍性大腸炎患者で有意に減少している菌種であることを確認しており、抗炎症性細菌として有望な候補菌であると考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Bach1欠損マウス(Heme Oxygenase-1(HO-1)高発現マウス)を用いて、一酸化炭素(Carbon monoxide: CO)高産生環境下での腸炎抑制効果を明らかにするとともに、この腸内環境形成に関与する腸内細菌叢としてParaprevotella claraを同定したことは本領域における重要な知見となった。さらに、Paraprevotella claraは日本人潰瘍性大腸炎患者で有意に減少している菌種であることを確認しており、抗炎症性細菌として有望な候補菌であると考えられ、新たな治療手段として期待される研究成果と考えられた。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022 2021 2020

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

  • [雑誌論文] Topical application of sustained released-carbon monoxide promotes cutaneous wound healing in diabetic mice.2022

    • 著者名/発表者名
      Takagi T, Okayama T, Asai J, Mizushima K, Hirai Y, Uchiyama K, Ishikawa T, Naito Y, Itoh Y.
    • 雑誌名

      Biochem Pharmacol.

      巻: 199 ページ: 115016-115016

    • DOI

      10.1016/j.bcp.2022.115016

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role and Potential Mechanism of Heme Oxygenase-1 in Intestinal Ischemia-Reperfusion Injury.2022

    • 著者名/発表者名
      Katada K, Takagi T, Iida T, Ueda T, Mizushima K, Fukui A, Okayama T, Kamada K, Uchiyama K, Ishikawa T, Naito Y, Itoh Y.
    • 雑誌名

      Antioxidants.

      巻: 11 号: 3 ページ: 559-559

    • DOI

      10.3390/antiox11030559

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lycopene intake induces colonic regulatory T cells in mice and suppresses food allergy symptoms.2022

    • 著者名/発表者名
      Ushiroda C, Takagi T, Fuke N, Mizushima K, Hirai Y, Higashimura Y, Harusato A, Kamada K, Uchiyama K, Ishikawa T, Aizawa K, Suganuma H, Itoh Y, Naito Y.
    • 雑誌名

      Pediatr Allergy Immunol.

      巻: 33 号: 1

    • DOI

      10.1111/pai.13691

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rectal administration of carbon monoxide inhibits the development of intestinal inflammation and promotes intestinal wound healing via the activation of the Rho-kinase pathway in rats.2021

    • 著者名/発表者名
      Takagi T, Naito Y, Higashimura Y, Uchiyama K, Okayama T, Mizushima K, Katada K, Kamada K, Ishikawa T, Itoh Y.
    • 雑誌名

      Nitric Oxide.

      巻: 107 ページ: 19-30

    • DOI

      10.1016/j.niox.2020.12.006

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] The role of heme oxygenase-1 in intestinal ischemia/reperfusion injury in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Tomohisa Takagi
    • 学会等名
      12th World Congress for Microcirculation
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新規治療分子としてのCOの可能性~微小循環研究の知見から~.2022

    • 著者名/発表者名
      185髙木智久、内山和彦、堅田和弘、内藤裕二.
    • 学会等名
      第47回日本微小循環学会総会. シンポジウム1「歯科、消化器、微小循環研究の新展開」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 腸管炎症病態における抗酸化酵素Heme oxygenase-1の役割とその生成物Carbon monoxideの新規治療分子としての可能性2020

    • 著者名/発表者名
      髙木智久、内山和彦、鎌田和浩、内藤裕二
    • 学会等名
      第20回日本抗加齢医学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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