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カハール介在細胞と腸内細菌のクロストーク解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K15001
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分42030:動物生命科学関連
研究機関麻布大学

研究代表者

梶 典幸  麻布大学, 獣医学部, 講師 (20779318)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードカハール介在細胞 / 腸内細菌 / 消化管運動 / カハール間質細胞 / 消化管 / セロトニン
研究開始時の研究の概要

カハール介在細胞(ICC)は消化管運動のペースメーカー細胞であり、正常な消化管運動の発現に必須である。近年、腸内細菌叢が宿主に及ぼす様々な影響が報告されているが、ICCと腸内細菌叢の相互作用については分かっていない。そこで本研究は①腸内細菌がICCの機能や形態に及ぼす影響、②ICCが腸内細菌叢に及ぼす影響および③病態における腸内細菌叢の変化がICCに及ぼす影響とその分子機序を明らかにすることでICC-腸内細菌叢間クロストークの解明を行う。これらを解明することでICC機能障害に対する治療法の提供やICC機能の調節を介した腸内細菌叢の正常化やプロバイオティクスを効率化する方法を提供したい。

研究実績の概要

本研究は腸内細菌と消化管運動ペースメーカー細胞(ICC)のクロストークを明らかにすることを目的としている。
本年度は抗生物質により腸内細菌を除去したマウスおいて見られたICCの減少が無菌動物においても発生しているか確認をした。その結果、無菌動物においても同様にICCネットワークの減少が認められた。この結果はICCの減少が抗生物質によるものでなく、腸内細菌除去によるものであることを示唆する。また、抗生物質を投与したマウスの小腸遠位部において平滑筋細胞マーカーの発現をリアルタイムPCRで検討したところ、複数のマーカー遺伝子の発現増加が認められた。一方、α-smooth muscle actinのタンパク質発現はむしろ減少していた。これらの結果から、前年度の仮説とは異なり、腸内細菌の除去がICCのみならず、平滑筋細胞の分化も抑制している可能性が考えられた。その他、これまでに得られていた結果の再現性確認と追試験を実施した。
ICC機能障害が腸内細菌に及ぼす影響を検討する上で、ANO1阻害薬を投与したマウスを用いる計画であったが、体内における薬理作用の維持時間や長期投与による毒性など不確定な要素が多いため、より確実にICC機能が障害されているWsh/Wshマウスも検討に用いることにした。現在はマウスの入手準備を行なっている。また、小腸内腸内細菌DNAの回収方法について検討し、空回腸からの抽出方法を確立した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

前年度の結果から得られた仮説であった腸内細菌除去によるICC/平滑筋細胞分化バランスの破綻を否定する結果が得られたため、新たな可能性について検討する必要が生じた。また、ICC機能障害が腸内細菌へ及ぼす影響の検討については、より確実な機能不全マウスを用いる計画に変更したため、実験が遅れている。

今後の研究の推進方策

ICCだけでなく平滑筋細胞についても免疫染色やウエスタンブロットによってタンパク質レベルで腸内細菌除去による影響を検討する。また、Wsh/Wshマウスの入手・繁殖を行い、糞便中の腸内細菌叢解析を行なうことで、ICCによる消化管運動の調節が腸内細菌維持にどのような役割を担っているか明らかにする。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Investigation of periodontal disease development and Porphyromonas gulae FimA genotype distribution in small dogs2024

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Junya、Yasuda Hidemi、Nomura Ryota、Matayoshi Saaya、Inaba Hiroaki、Gongora Enrique、Iwashita Naoki、Shirahata So、Kaji Noriyuki、Akitomo Tatsuya、Mitsuhata Chieko、Uchiyama Jumpei、Fukuyama Tomoki、Matsumoto-Nakano Michiyo、Nakano Kazuhiko、Murakami Masaru
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 号: 1 ページ: 5360-5360

    • DOI

      10.1038/s41598-024-55842-8

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fuzapladib reduces postsurgical inflammation in the intestinal muscularis externa2023

    • 著者名/発表者名
      KAJI Noriyuki、IWAOKA Kosuzu、NAKAMURA Shinichiro、TSUKAMOTO Atsushi
    • 雑誌名

      The Journal of Veterinary Medical Science

      巻: 85 号: 11 ページ: 1151-1156

    • DOI

      10.1292/jvms.23-0257

    • ISSN
      0916-7250, 1347-7439
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transcriptome analysis of mesenchymal stromal cells of the large and small intestinal smooth muscle layers reveals a unique gastrointestinal stromal signature2023

    • 著者名/発表者名
      Chaen Takashi、Kurosawa Tamaki、Kishi Kazuhisa、Kaji Noriyuki、Ikemoto-Uezumi Madoka、Uezumi Akiyoshi、Hori Masatoshi
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 34 ページ: 101478-101478

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2023.101478

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Toceranib phosphate (Palladia) reverses type 1 diabetes by preserving islet function in mice2023

    • 著者名/発表者名
      KISHI Kazuhisa、YONEZAWA Tomohiro、KAJI Noriyuki、GOTO Momo、NONOSHITA Yuma、IIO Aki、TSURU Yoshiharu、HORI Masatoshi
    • 雑誌名

      The Journal of Veterinary Medical Science

      巻: 85 号: 7 ページ: 781-789

    • DOI

      10.1292/jvms.23-0154

    • ISSN
      0916-7250, 1347-7439
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interstitial cells of Cajal in gastrointestinal inflammatory diseases2023

    • 著者名/発表者名
      Kaji N, Hori M
    • 雑誌名

      Journal of Smooth Muscle Research

      巻: 59 号: 0 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1540/jsmr.59.1

    • ISSN
      0916-8737, 1884-8796
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 腸内細菌によるカハール間質細胞の恒常性維持機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      林 茉由、梶 典幸
    • 学会等名
      第97回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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