大腸上皮細胞を介したIL-22とIL-33のクロストークが粘膜免疫へ及ぼす影響

• 研究課題/領域番号: 21K07893
• 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: 浜松医科大学
• 研究代表者: 杉本 健 浜松医科大学, 医学部, 教授 (20529507)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: IL-33 / IL-22 / 粘膜防御機構 / 大腸上皮細胞

研究開始時の研究の概要

一般的に難治性潰瘍性大腸炎の大腸粘膜においては『消化管粘膜バリア機構の破綻→抗原が容易に粘膜下に侵入→免疫担当細胞の活性化→TNFα等の炎症性サイトカインの産生→炎症反応惹起→粘膜治癒の遅延』という悪循環が起きている。この研究においては大腸上皮細胞を介したIL-22とIL-33のクロストークに着目し、全身性の後天的免疫を低下させることなく、腸管粘膜におけるinnate immunityを増強させることによりその悪循環を断ち、さらに難治の原因となる好酸球の活性化を抑制することにより難治性潰瘍性大腸炎を治癒に導くことを目標としている。

研究実績の概要

本研究では、全身性の免疫を低下させることなく、IL-22の作用によって消化管粘膜防御機構すなわち腸管粘膜におけるinnate immunityを増強させることにより、IL-33の放出量を減少させ、粘膜局所での炎症を抑制させることができるかどうかを明らかにし、これらの研究により難治性IBDの治療法の新たなオプションの確立に大きく寄与することができるかどうかを探索する。初年度から2年目の目標はin vitro, ex vivoにおけるIL-22のSTAT3を介した IL-33に対する分子生物学的反応および制御機構の解析である。具体的にはin vitroの解析として、ヒト大腸上皮培養細胞(T84)を使用してIL-33の発現を誘導することがすでに知られているepidermal growth factor(EGF)にて刺激し(Br J Pharmacol 2016;173:2532-42)、IL-33の発現が上昇することを確認する。次にT84細胞をIL-22とEGFで同時に刺激し、IL-22がEGFによるIL-33の誘導に影響を与えるかどうか探索を行う。IL-22によりIL-33の抑制が確認された場合はT84細胞にSTAT3のsiRNAをtransfectionし、STAT3が抑制された状態においてEGFの刺激がIL-33の発現に影響を与えるかどうかを検討する。STAT3が抑制された状態でIL-33の発現に影響がない場合は、IL-22のIL-33抑制作用はSTAT3による直接効果ではなく、何らかの粘膜防御機構が関係した間接的な効果と判断される。これらが証明出来たら次にex vivoにおいてIL-22がIL-33の発現に与える影響を検討する。具体的にはマウスより単離した大腸上皮細胞(colonic epithelial cells:CEC)を培養し、EGFによる刺激でIL-33の発現が上昇することを確認する。次にCECをIL-22とEGFで同時に刺激し、ex vivoにおいてもIL-22がIL-33の発現に影響をあたえるかどうかを検討する。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

EGFの刺激にてT84細胞におけるIL-33の発現が誘導されることは確認できたが、発現の程度にばらつきがあるため、T84細胞以外のcell lineを用いて実験を行っている。今のところCaco2、HT29を用いて刺激実験を行っており、安定したIL-33の発現増強が得られつつある。安定したIL-33の発現増強が得られたら、IL-22との共刺激によるIL-33の発現抑制について検討する。2023年度にはin vivo、ex vivoにおけるIL-22によるIL-33の発現抑制の解析を行う予定である。

今後の研究の推進方策

ex vivoにおけるIL-22のIL-33抑制機能を証明することができたら、次はin vivoにおけるIL-22のIL-33制御機構について解析を進める。具体的には野生型マウスDSS誘導大腸炎モデルにおけるCECのIL-33の発現と、それに引き続いて起こるILC2によるIL-5の産生、好酸球の活性化・増殖および好酸球が産生するケモカインについて解析する。野生型マウスにDSSを3日間連続飲水させ、その後通常の水に交換し腸炎を惹起させる(J Clin Invest 2008;118:534-44)。DSS飲水開始後7日目にマウスをsacrificeし、上記事項について解析する。

研究成果

• [雑誌論文] A comparison of two types of contrast media used in endoscopic retrograde cholangiopancreatography: A retrospective study (2023)
  • 著者名/発表者名: Matsuura T, Sugimoto K, et al.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 18 号: 1 ページ: e0280279-e0280279
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0280279
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Methylation of CpG island promoters at ZNF625, LONRF2, SDC2 and WDR17 in a patient with numerous non-granular type laterally spreading tumors and colorectal cancer: A case report Oncol Lett (2022)
  • 著者名/発表者名: Iwaizumi M, Sugimoto K, et al.
  • 雑誌名: Oncology Letters 巻: 25 号: 1 ページ: 14-14
  • DOI: 10.3892/ol.2022.13600
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pure somatic pathogenic variation profiles for patients with serrated polyposis syndrome: a case series (2022)
  • 著者名/発表者名: Hidaka M, Sugimoto K, et al.
  • 雑誌名: BMC Research Notes 巻: 15 号: 1 ページ: 350-350
  • DOI: 10.1186/s13104-022-06245-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Importance of eosinophilic infiltration of the colonic mucosa in ulcerative colitis patients who are refractory to maintenance therapy: A prospective, single-center study (2022)
  • 著者名/発表者名: Miyazu T, Sugimoto K, et al.
  • 雑誌名: Medicine 巻: 101 号: 40 ページ: e31017-e31017
  • DOI: 10.1097/md.0000000000031017
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect of disease duration on fecal biomarkers in ulcerative colitis: a prospective cohort study (2022)
  • 著者名/発表者名: Ishida N, Sugimoto K, et al.
  • 雑誌名: BMC Gastroenterology 巻: 22 号: 1 ページ: 420-420
  • DOI: 10.1186/s12876-022-02502-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Modified method of patency judgement using patency capsule prior to capsule endoscopy in clinical practice (2022)
  • 著者名/発表者名: Miyazu T, Sugimoto K, et al.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 号: 1 ページ: 14335-14335
  • DOI: 10.1038/s41598-022-18569-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lymphocyte to monocyte ratio and serum albumin changes predict tacrolimus therapy outcomes in patients with ulcerative colitis (2022)
  • 著者名/発表者名: Ishida N, Sugimoto K, et al.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 号: 1 ページ: 13572-13572
  • DOI: 10.1038/s41598-022-17763-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A consensus statement on health‐care transition for childhood‐onset inflammatory bowel disease patients (2022)
  • 著者名/発表者名: Kumagai H, Sugimoto K, et al.
  • 雑誌名: Pediatrics International 巻: 64 号: 1
  • DOI: 10.1111/ped.15241
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lymphocyte-to-monocyte ratio is a short-term predictive marker of ulcerative colitis after induction of advanced therapy (2022)
  • 著者名/発表者名: Ishida N, Sugimoto K, et al.
  • 雑誌名: Gastroenterology Report 巻: 10
  • DOI: 10.1093/gastro/goac025
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Predicting Ulcerative Colitis Relapse in Clinical Remission With Fecal Immunochemical Occult Blood Test or Prostaglandin E-Major Urinary Metabolite (2022)
  • 著者名/発表者名: Ishida N, Sugimoto K, et al.
  • 雑誌名: Clinical and Translational Gastroenterology 巻: 13 号: 7 ページ: e00501-e00501
  • DOI: 10.14309/ctg.0000000000000501
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Influence of daily versus alternate-day dosing of vonoprazan on intragastric pH, serum gastrin, and the antiplatelet function of clopidogrel (2022)
  • 著者名/発表者名: Higuchi T, Sugimoto K, et al.
  • 雑誌名: European Journal of Clinical Pharmacology 巻: 78 号: 6 ページ: 955-963
  • DOI: 10.1007/s00228-022-03313-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nicotinic acetylcholine receptor agonist reduces acute lung injury after renal ischemia-reperfusion injury by acting on splenic macrophages in mice (2022)
  • 著者名/発表者名: Daiki Goto, Soichiro Nagata, Yoshitaka Naito, Shinsuke Isobe, Takamasa Iwakura, Tomoyuki Fujikura, Naro Ohashi, Akihiko Kato, Hiroaki Miyajima, Ken Sugimoto, Hideo Yasuda
  • 雑誌名: Am J Physiol Renal Physiol 巻: 332 号: 5 ページ: F540-F552
  • DOI: 10.1152/ajprenal.00334.2021
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Real-World Efficacy and Safety Monitoring for Predicting Continuation of Tofacitinib Therapy in Patients with Ulcerative Colitis (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishida Natsuki、Miyazu Takahiro、Tamura Satoshi、Tani Shinya、Yamade Mihoko、Iwaizumi Moriya、Hamaya Yasushi、Osawa Satoshi、Furuta Takahisa、Sugimoto Ken
  • 雑誌名: Digestive Diseases and Sciences 巻: 30 号: 8 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1007/s10620-021-07233-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Further research on the clinical relevance of the ulcerative colitis colonoscopic index of severity for predicting 5-year relapse (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishida Natsuki、Onoue Shunya、Miyazu Takahiro、Tamura Satoshi、Tani Shinya、Yamade Mihoko、Iwaizumi Moriya、Hamaya Yasushi、Osawa Satoshi、Furuta Takahisa、Sugimoto Ken
  • 雑誌名: International Journal of Colorectal Disease 巻: 36 号: 12 ページ: 2661-2670
  • DOI: 10.1007/s00384-021-04009-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Usefulness of the capsule endoscopy Crohn's disease activity index in assessing the necessity of early additional treatment in patients with Crohn's disease in clinical remission (2021)
  • 著者名/発表者名: Miyazu Takahiro、Ishida Natsuki、Takano Ryosuke、Tamura Satoshi、Yamade Mihoko、Hamaya Yasushi、Tani Shinya、Iwaizumi Moriya、Osawa Satoshi、Furuta Takahisa、Sugimoto Ken
  • 雑誌名: Medicine 巻: 100 号: 29 ページ: e26550-e26550
  • DOI: 10.1097/md.0000000000026550
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparison between Prostaglandin E-major urinary metabolite and C-reactive protein levels to reflect endoscopic scores in patients with ulcerative colitis (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishida Natsuki、Tamura Satoshi、Miyazu Takahiro、Tani Shinya、Yamade Mihoko、Iwaizumi Moriya、Hamaya Yasushi、Osawa Satoshi、Furuta Takahisa、Sugimoto Ken
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 号: 1 ページ: 16025-16025
  • DOI: 10.1038/s41598-021-95761-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Therapeutic monitoring of adalimumab at non-trough levels in patients with inflammatory bowel disease (2021)
  • 著者名/発表者名: Kato Masaichi、Sugimoto Ken、Ikeya Kentaro、Takano Ryosuke、Matsuura Ai、Miyazu Takahiro、Ishida Natsuki、Tamura Satoshi、Tani Shinya、Yamade Mihoko、Hamaya Yasushi、Iwaizumi Moriya、Osawa Satoshi、Furuta Takahisa、Hanai Hiroyuki
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 16 号: 7 ページ: e0254548-e0254548
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0254548
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prevalence of UL97 gene mutations and polymorphisms in cytomegalovirus infection in the colon associated with or without ulcerative colitis (2021)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Tamura, Satoshi Osawa, Natsuki Ishida, Takahiro Miyazu, Shinya Tani, Mihoko Yamade, Moriya Iwaizumi, Yasushi Hamaya, Isao Kosugi, Takahisa Furuta, Ken Sugimoto
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 号: 1 ページ: 13676-13676
  • DOI: 10.1038/s41598-021-93168-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Early serum albumin changes in patients with ulcerative colitis treated with tacrolimus will predict clinical outcome (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishida Natsuki、Miyazu Takahiro、Tamura Satoshi、Tani Shinya、Yamade Mihoko、Iwaizumi Moriya、Hamaya Yasushi、Osawa Satoshi、Furuta Takahisa、Sugimoto Ken
  • 雑誌名: World Journal of Gastroenterology 巻: 27 号: 22 ページ: 3109-3120
  • DOI: 10.3748/wjg.v27.i22.3109
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] C-reactive protein is superior to fecal biomarkers for evaluating colon-wide active inflammation in ulcerative colitis (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishida Natsuki、Higuchi Tomohiro、Miyazu Takahiro、Tamura Satoshi、Tani Shinya、Yamade Mihoko、Iwaizumi Moriya、Hamaya Yasushi、Osawa Satoshi、Furuta Takahisa、Sugimoto Ken
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 号: 1 ページ: 12431-12431
  • DOI: 10.1038/s41598-021-90558-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of pirenzepine on vonoprazan-induced gastric acid inhibition and hypergastrinemia (2021)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Takahiro、Higuchi Tomohiro、Kagami Takuma、Uotani Takahiro、Yamade Mihoko、Tani Shinya、Hamaya Yasushi、Iwaizumi Moriya、Osawa Satoshi、Sugimoto Ken、Miyajima Hiroaki、Furuta Takahisa
  • 雑誌名: European Journal of Clinical Pharmacology 巻: 77 号: 7 ページ: 971-978
  • DOI: 10.1007/s00228-021-03162-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serum N-terminal telopeptide of type I collagen as a biomarker for predicting bone density loss in patients with Crohn disease (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishida Natsuki、Higuchi Tomohiro、Miyazu Takahiro、Tamura Satoshi、Suzuki Satoshi、Tani Shinya、Yamade Mihoko、Iwaizumi Moriya、Hamaya Yasushi、Osawa Satoshi、Furuta Takahisa、Sugimoto Ken
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 16 号: 4 ページ: e0250658-e0250658
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0250658
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evidence-based clinical practice guidelines for inflammatory bowel disease 2020 (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakase Hiroshi、Uchino Motoi、Shinzaki Shinichiro、Matsuura Minoru、Matsuoka Katsuyoshi、Kobayashi Taku、Saruta Masayuki、Hirai Fumihito、Hata Keisuke、Hiraoka Sakiko、Esaki Motohiro、Sugimoto Ken、et al
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 巻: 56 号: 6 ページ: 489-526
  • DOI: 10.1007/s00535-021-01784-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Concomitant use of an immunomodulator with ustekinumab as an induction therapy for Crohn's disease: A systematic review and meta-analysis (2021)
  • 著者名/発表者名: Takeo Yoshihara, Shinichiro Shinzaki, Takahiro Amano, Hideki Iijima, Tetsuo Takehara, Nagamu Inoue, Motoi Uchino, Motohiro Esaki, Taku Kobayashi, Masayuki Saruta, Ken Sugimoto, Shiro Nakamura, Keisuke Hata, Fumihito Hirai, Sakiko Hiraoka, Toshimitsu Fujii, Minoru Matsuura, Katsuyoshi Matsuoka, Kenji Watanabe, et al
  • 雑誌名: J Gastroenterol Hepatol 巻: 15 号: 7 ページ: 1744-1753
  • DOI: 10.1111/jgh.15401
  • 査読あり
• [学会発表] 潰瘍性大腸炎の重症度を的確に評価するために 内視鏡的活動性評価とバイオマーカー (2022)
  • 著者名/発表者名: 杉本健
  • 学会等名: 日本消化器内視鏡学会東海支部例会
  • 招待講演
• [学会発表] 潰瘍性大腸炎診療のup to date (2022)
  • 著者名/発表者名: 杉本健
  • 学会等名: 日本消化器病学会東海支部例会
  • 招待講演
• [学会発表] 脊椎関節炎に合併する消化器病変について考える 炎症性腸疾患における病態メカニズムと治療戦略 (2022)
  • 著者名/発表者名: 杉本健
  • 学会等名: 日本脊椎関節炎学会
  • 招待講演
• [学会発表] クローン病患者のPatient-Reported Outcomeに対するリサンキズマブの効果 国際共同第3相導入療法試験(ADVANCE) (2022)
  • 著者名/発表者名: 杉本健
  • 学会等名: 第108回日本消化器病学会総会