ピロリ菌感染および未感染胃癌の発症機序解明に向けたトランスオミクス解析

• 研究課題/領域番号: 21K08010
• 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: 大分大学
• 研究代表者: 松本 昂 大分大学, 医学部, 助教 (50609667)
• 研究分担者: 塚本 善之 大分大学, 医学部, 助教 (00433053) ; 山岡 吉生 大分大学, 医学部, 教授 (00544248) ; 赤田 純子 大分大学, 医学部, 助教 (30346548)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 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: ピロリ菌感染症 / 次世代シーケンス / 胃癌 / 胃オルガノイド / RNA-Seq / メタボロミクス / ピロリ菌未感染胃癌 / 16S rRNAメタゲノム解析 / オルガノイド

研究開始時の研究の概要

ピロリ菌は、胃癌をはじめとする消化器疾患を引き起こす。しかし、実際には、ピロリ菌感染者の数%しか胃癌を発症せず、生涯を通じて殆ど症状が現れない不顕性感染例も多く存在する。また、本邦では、すべてのピロリ菌感染胃炎患者に対する除菌治療が保険収載となって以降、全国的な除菌治療が実施されているにも関わらず、未だに、胃癌は、本邦における部位別がん死亡率の上位である。即ち、ピロリ菌除菌＝胃癌発生ゼロではなく、ピロリ菌感染以外にも発がんに関与する因子が存在することが伺える。そこで本研究では、トランスオミクス解析という新たなアプローチにより、胃癌発症機序およびピロリ菌未感染胃癌の解明に挑む。

研究実績の概要

胃・十二指腸関連疾患の病態解明に向け、ピロリ菌の定着性や病原性、さらに、胃細菌叢などピロリ菌以外の細菌の関与を明らかにするため、これまでに、アジア地域の共同研究機関において収集された胃粘膜上皮生検を用いて、次世代シーケンスを用いたマイクロバイオーム解析、RNA-Seq、CE-FTMSおよび胃オルガノイドを用いたin vitro解析を実施してきた。本年度は、ピロリ菌未感染胃癌患者から分離したEnterococcus (Ent)の病原性を探るため、樹立した胃オルガノイドを用い感染実験を行った。これまでに、胃腺がん（AGS）低分化型腺がん（MKN45）、中分化型腺がん由来細胞株(MKN28, MKN74）において、Ent培養上清中に分泌される細胞外毒素がAGS細胞株におけるH2AXリン酸化およびDNA二本鎖切断（DSB）誘導に関与することをすることを明らかにしてきた。本年度は、2次元幽門部胃オルガノイドを用いた感染実験に取り組んだ。ピロリ菌、Entおよび共感染時の炎症サイトカインおよびがん関連遺伝子等の発現を測定・比較した。ピロリ菌はIL-8およびTNF-αのmRNA発現を時間依存的に上昇させ、24時間後にピークに達した。特に、Ent細胞外毒素は、ピロリ菌との共感染時に、ピロリ菌依存的に誘導されるIL-8の発現を低下させた。加えて、興味深いことに、ATR、BRCA1、BRCA2、TP53などのDNA損傷応答（DDR）因子は、ピロリ菌感染12時間後に最も低下し、感染から24時間後に非感染時と同様の値に回復した。一方、Ent感染24時間後もDDR　因子の発現が抑制された。また、共感染時は、最も顕著に発現が抑制された。このように、胃オルガノイドにおけるEnt およびピロリ菌との共感染モデルにおけるDDR因子の挙動は興味深く、ROS誘導に関連する抗酸化メカニズム、DNA修復、がん関連遺伝子との関連性について詳細な検討を行う。最終的には、ピロリ菌およびEntによる共感染モデルによるDSB誘導に関する研究成果をまとめ、学術雑誌へ投稿する。

研究成果

• [国際共同研究] モンゴル医科学大学(モンゴル)
• [国際共同研究] アイルランガ大学/インドネシア大学(インドネシア)
• [国際共同研究] アガカーン大学/ケニヤッタ大学(ケニア)
• [国際共同研究] 王立疾病管理センター/ケサルギャルポ王立医科大学/ジグミ・ドルジ・ワンチュク国立総合病院(ブータン)
• [国際共同研究] 108病院(ベトナム)
• [国際共同研究]
• [国際共同研究] Universitas Airlangga/University of Muhammadiyah Surabaya(インドネシア)
• [国際共同研究] MNUMS(モンゴル)
• [国際共同研究] Royal Centre for Disease Control/KGUMSB/JDWNRH(ブータン)
• [国際共同研究] University of Mbuji Mayi(コンゴ民主共和国)
• [国際共同研究] Institut Pasteur of Shanghai(中国)
• [国際共同研究]
• [国際共同研究] Cho Ray Hospital, Ho Chi Minh/108 Central Hospital, Hanoi(ベトナム)
• [国際共同研究] MNUMS(モンゴル)
• [雑誌論文] Characterization of residual cancer by comparison of a pair of organoids established from a patient with esophageal squamous cell carcinoma before and after neoadjuvant chemotherapy (2024)
  • 著者名/発表者名: Fuchino Takafumi、Kurogi Shusaku、Tsukamoto Yoshiyuki、Shibata Tomotaka、Fumoto Shoichi、Fujishima Hajime、Kinoshita Keisuke、Mizukami Kazuhiro、Kodama Masaaki、Inomata Masafumi、Murakami Kazunari、Moriyama Masatsugu、Hijiya Naoki
  • 雑誌名: Human Cell 巻: 37 号: 2 ページ: 491-501
  • DOI: 10.1007/s13577-023-01020-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Study of Helicobacter pylori Isolated from a High-Gastric-Cancer-Risk Population: Unveiling the Comprehensive Analysis of Virulence-Associated Genes including Secretion Systems, and Genome-Wide Association Study (2023)
  • 著者名/発表者名: Saruuljavkhlan B, Alfaray RI, Oyuntsetseg K, Gantuya B, Khangai A, Renchinsengee N, Matsumoto T, Akada J, Azzaya D, Davaadorj D, Yamaoka Y.
  • 雑誌名: Cancers (Basel) 巻: 15 号: 18 ページ: 4528-4528
  • DOI: 10.3390/cancers15184528
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mutations Related to Antibiotics Resistance in Helicobacter pylori Clinical Isolates from Bangladesh. (2023)
  • 著者名/発表者名: Fauzia, Kartika Afrida, Hafeza Aftab, Evariste Tshibangu-Kabamba, Ricky Indra Alfaray, Batsaikhan Saruuljavkhlan, Alain Cimuanga-Mukanya, Takashi Matsumoto, Phawinee Subsomwong, Junko Akada, Muhammad Miftahussurur, and Yoshio Yamaoka.
  • 雑誌名: Antibiotics 巻: 12 号: 2 ページ: 279-279
  • DOI: 10.3390/antibiotics12020279
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Exploring Alternative Treatment Choices for Multidrug-Resistant Clinical Strains of Helicobacter pylori in Mongolia (2023)
  • 著者名/発表者名: Khangai Ayush、Saruuljavkhlan Batsaikhan、Azzaya Dashdorj、Gantuya Boldbaatar、Oyuntsetseg Khasag、Akada Junko、Matsumoto Takashi、Yamaoka Yoshio
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 11 号: 12 ページ: 2852-2852
  • DOI: 10.3390/microorganisms11122852
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Utilization of an Automated Latex Agglutination Turbidity Assay for Assessing Gastric Mucosal Alteration during Helicobacter pylori Infection (2023)
  • 著者名/発表者名: Khangai Ayush、Akada Junko、Saruuljavkhlan Batsaikhan、Gantuya Boldbaatar、Azzaya Dashdorj、Oyuntsetseg Khasag、Davaadorj Duger、Uchida Tomohisa、Matsumoto Takashi、Yamaoka Yoshio
  • 雑誌名: Gut and Liver 巻: 18 号: 1 ページ: 60-69
  • DOI: 10.5009/gnl220464
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Global Antimicrobial Resistance Gene Study of Helicobacter pylori: Comparison of Detection Tools, ARG and Efflux Pump Gene Analysis, Worldwide Epidemiological Distribution, and Information Related to the Antimicrobial-Resistant Phenotype (2023)
  • 著者名/発表者名: Alfaray Ricky Indra、Saruuljavkhlan Batsaikhan、Fauzia Kartika Afrida、Torres Roberto C.、Thorell Kaisa、Dewi Selva Rosyta、Kryukov Kirill A.、Matsumoto Takashi、Akada Junko、Vilaichone Ratha-korn、Miftahussurur Muhammad、Yamaoka Yoshio
  • 雑誌名: Antibiotics 巻: 12 号: 7 ページ: 1118-1118
  • DOI: 10.3390/antibiotics12071118
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genetic determinants of Biofilm formation of Helicobacter pylori using whole-genome sequencing (2023)
  • 著者名/発表者名: Fauzia Kartika Afrida、Aftab Hafeza、Miftahussurur Muhammad、Waskito Langgeng Agung、Tuan Vo Phuoc、Alfaray Ricky Indra、Matsumoto Takashi、Yurugi Michiyuki、Subsomwong Phawinee、Kabamba Evariste Tshibangu、Akada Junko、Yamaoka Yoshio
  • 雑誌名: BMC Microbiology 巻: 23 号: 1 ページ: 159-159
  • DOI: 10.1186/s12866-023-02889-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Comparative genomics of two Vietnamese Helicobacter pylori strains, CHC155 from a non-cardia gastric cancer patient and VN1291 from a duodenal ulcer patient. (2023)
  • 著者名/発表者名: Phuc BH, Tuan VP, Binh TT, Tung PH, Tri TD, Dung HDQ, Thuan NPM, Fauzia KA, Tshibangu-Kabamba E, Alfaray RI, Saruuljavkhlan B, Matsumoto T, Akada J, Yamaoka Y.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 13 号: 1 ページ: 8869-8869
  • DOI: 10.1038/s41598-023-35527-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Efficient Establishment of Bile-Derived Organoids From Patients With Biliary Cancer. (2023)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita K, Tsukamoto Y, Hirashita Y, Fuchino T, Kurogi S, Uchida T, Nakada C, Matsumoto T, Okamoto K, Motomura M, Fukuchi S, Sagami R, Nagai T, Gotoh Y, Fukuda K, Ogawa R, Mizukami K, Okimoto T, Kodama M, Murakami K, Moriyama M, Hijiya N.
  • 雑誌名: Lab Invest. 巻: 103 号: 6 ページ: 100105-100105
  • DOI: 10.1016/j.labinv.2023.100105
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Low-grade intestinal metaplasia in Indonesia: Insights into the expression of proinflammatory cytokines during Helicobacter pylori infection and unique East-Asian CagA characteristics (2023)
  • 著者名/発表者名: Miftahussurur Muhammad、Alfaray Ricky Indra、Fauzia Kartika Afrida、Dewayani Astri、Doohan Dalla、Waskito Langgeng Agung、Rezkitha Yudith Annisa Ayu、Utomo Didik Huswo、Somayana Gde、Fahrial Syam Ari、Lubis Masrul、Akada Junko、Matsumoto Takashi、Yamaoka Yoshio
  • 雑誌名: Cytokine 巻: 163 ページ: 156122-156122
  • DOI: 10.1016/j.cyto.2022.156122
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Analysis of gastric microbiota and Helicobacter pylori infection in gastroesophageal reflux disease (2022)
  • 著者名/発表者名: Sugihartono Titong、Fauzia Kartika Afrida、Miftahussurur Muhammad、Waskito Langgeng Agung、Rejeki Purwo Sri、I’tishom Reny、Alfaray Ricky Indra、Doohan Dalla、Amalia Rizki、Savitri Camilia Metadea Aji、Rezkitha Yudith Annisa Ayu、Akada Junko、Matsumoto Takashi、Yamaoka Yoshio
  • 雑誌名: Gut Pathogens 巻: 14 号: 1 ページ: 38-38
  • DOI: 10.1186/s13099-022-00510-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Helicobacter pylori genomes reveal Paleolithic human migration to the east end of Asia (2022)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Rumiko、Saitou Naruya、Matsuari Osamu、Shiota Seiji、Matsumoto Takashi、Akada Junko、Kinjo Nagisa、Kinjo Fukunori、Teruya Kuniko、Shimoji Makiko、Shiroma Akino、Kato Mototsugu、Satou Kazuhito、Hirano Takashi、Asaka Masahiro、Kryukov Kirill、Moodley Yoshan、Yamaoka Yoshio
  • 雑誌名: iScience 巻: 25 号: 7 ページ: 104477-104477
  • DOI: 10.1016/j.isci.2022.104477
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Seroepidemiological survey of the prevalence of Helicobacter pylori infection in Sabah, Malaysia (2022)
  • 著者名/発表者名: Mori Daisuke、John Jecelyn Leaslie、Sabri Shahnaz Irwani Binti、Shaharom Saliz Mazrina Binti、Iha Hidekatsu、Yamaoka Yoshio、Matsumoto Takashi、Ahmed Kamruddin
  • 雑誌名: IJID Regions 巻: 2 ページ: 126-129
  • DOI: 10.1016/j.ijregi.2021.12.012
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Next-Generation Sequencing-Based Study of Helicobacter pylori Isolates from Myanmar and Their Susceptibility to Antibiotics (2022)
  • 著者名/発表者名: Subsomwong Phawinee、Doohan Dalla、Fauzia Kartika Afrida、Akada Junko、Matsumoto Takashi、Yee Than Than、Htet Kyaw、Waskito Langgeng Agung、Tuan Vo Phuoc、Uchida Tomohisa、Matsuhisa Takeshi、Yamaoka Yoshio
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 10 号: 1 ページ: 196-196
  • DOI: 10.3390/microorganisms10010196
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genome-wide association study of gastric cancer- and duodenal ulcer-derived Helicobacter pylori strains reveals discriminatory genetic variations and novel oncoprotein candidates (2021)
  • 著者名/発表者名: Tuan V P、Yahara K、Dung H D Q、Binh T T、Huu T P、Tri T D、Thuan N P M、Khien V V、Trang T T H、Phuc B H、Tshibangu-Kabamba E、Matsumoto T、Akada J、Suzuki R、Okimoto T、Kodama M、Murakami K、Yano H、Fukuyo M、Takahashi N、Kato M、Nishiumi S、Azuma T、Ogura Y、Hayashi T、Toyoda A、Kobayashi I、Yamaoka Y
  • 雑誌名: Microbial Genomics 巻: 7 号: 11 ページ: 1-17
  • DOI: 10.1099/mgen.0.000680
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Assessment of the diagnostic accuracy and relevance of a novel ELISA system developed for seroepidemiologic surveys of Helicobacter pylori infection in African settings (2021)
  • 著者名/発表者名: Tshibangu-Kabamba Evariste、Phuc Bui Hoang、Tuan Vo Phuoc、Kayiba Nadine Kalenda、Rosas-Aguirre Angel、Devleesschauwer Brecht、Cimuanga-Mukanya Alain、Ngoma Kisoko Patrick de Jsus、Disashi Ghislain Tumba、Mumba Ngoyi Dieudonn、Kido Yasutoshi、Speybroeck Niko、Yamaoka Yoshio
  • 雑誌名: PLOS Neglected Tropical Diseases 巻: 15 号: 9 ページ: e0009763-e0009763
  • DOI: 10.1371/journal.pntd.0009763
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Entroccus Hirae Attenuates chemokine and Induces Dna Damage In Gastric Epithelial Cell (2023)
  • 著者名/発表者名: Saruuljavkhlan B, Matsumoto T, Yamaoka Y.
  • 学会等名: Digestive Disease Week 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Mutations Related to Antibiotics Resistance in Helicobacter pylori Clinical Isolates from Bangladesh. (2023)
  • 著者名/発表者名: Fauzia, Kartika Afrida, Hafeza Aftab, Evariste Tshibangu-Kabamba, Ricky Indra Alfaray, Batsaikhan Saruuljavkhlan, Alain Cimuanga-Mukanya, Takashi Matsumoto, Phawinee Subsomwong, Junko Akada, Muhammad Miftahussurur, and Yoshio Yamaoka
  • 学会等名: International Symposium on Helicobacter and Upper Gastrointestinal Disease
  • 国際学会
• [学会発表] Outer membrane protein HopF is involved in biofilm formation and virulence in Helicobacter pylori. (2023)
  • 著者名/発表者名: Kartika Afrida Fauzia, Yuri Sugawara, Mayu Obata, Rizki Amalia, Ricky Indra Alfaray, Camilia Metadea, Junko Akada, Takashi Matsumoto, Muhammad Miftahussurur, Yoshio Yamaoka
  • 学会等名: The 19th Korea-Japan H. pylori Joint Symposium, Gut and liver
  • 国際学会
• [学会発表] Biofilm Formation and antibiotic resistance phenotype of Helicobacter pylori clinical isolates. (2022)
  • 著者名/発表者名: Fauzia KA, Matsumoto T, Akada J, Yonezawa H, Kamiya S, Yamaoka Y.
  • 学会等名: The 18th Japan-Korea H. pylori Joint Symposium.
  • 国際学会
• [学会発表] The impact of mobile genetic elemants and toxin-antitoxin system on Helicobacter pylori adaptability and antimicrobial resistance: A wisdom from Japan-South Korea whole-genome sequence collection. (2022)
  • 著者名/発表者名: Alfaray RI, Batsaikhan S, Fauzia KA, Akada J, Matsumoto T, Yamaoka Y
  • 学会等名: The 18th Japan-Korea H. pylori Joint Symposium.
  • 国際学会
• [学会発表] Identification of the Helicobacter pylori genomic islands in a high gastric cancer region. (2022)
  • 著者名/発表者名: Batsaikhan S, Alfaray RI, Matsumoto T, Akada J, Yamaoka Y.
  • 学会等名: The 18th Japan-Korea H. pylori Joint Symposium.
  • 国際学会
• [学会発表] Global genome study of helicobacter pylori phage opens new paradigm on their worldwide distribution, genetic feature, and impacts on antimicrobial resistance, disease advancement, and achievement for phage-based therapy (2022)
  • 著者名/発表者名: Alfaray IR, Saruuljavkhlan B, Fauzia KA, Matsumoto T, Yamaoka Y.
  • 学会等名: International Digestive Disease Forum
  • 国際学会
• [学会発表] A novel pathogen enterococcus hirae induced dysbiosis in the stomach and the genomic instability to promote gastric cancer. (2022)
  • 著者名/発表者名: Saruuljavkhlan B, Gantuya B, Akada J, Matsumoto T, Alfaray RI, Oyuntsetseg K, Yamaoka Y.
  • 学会等名: International Digestive Disease Forum
  • 国際学会
• [学会発表] Next Generation Sequencing Technique of H. pylori Infection and Gastric Microbiome (2021)
  • 著者名/発表者名: Takashi Matsumoto
  • 学会等名: Univeristas Airlangga and Oita University 1st Joint symposium & workshop in Medicine.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] H. pylori Infection and Gastric Microbiome (2021)
  • 著者名/発表者名: Takashi Matsumoto
  • 学会等名: Chulalongkorn University-Oita University Joint Mini-Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Introduction of gastric microbiome study: from basis to study example (2021)
  • 著者名/発表者名: Takashi Matsumoto
  • 学会等名: Basic Research for Young Scientist (BAYONET)
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 大分大学医学部環境・予防医学講座
  • URL: https://oitadepm.com/
• [備考] ピロリ菌感染症関連死撲滅に向けた中核拠点形成事業
  • URL: https://satreps-oitauniv.com/
• [備考] 大分大学医学部環境予防医学講座
  • URL: https://oitadepm.com/
• [備考] Researchmap
  • URL: https://researchmap.jp/-oita-u%5Ematsumoto
• [備考] SATREPS
  • URL: https://satreps-oitauniv.com/
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: https://oitadepm.com/
• [備考] 日本の研究.com
  • URL: https://research-er.jp/researchers/view/589799