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「病は気から」を解明する:神経系による腸内細菌制御を介した恒常性維持機構

研究課題

研究課題/領域番号 21K19322
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分47:薬学およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

倉田 祥一朗  東北大学, 薬学研究科, 教授 (90221944)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード神経-免疫連関 / 恒常性維持 / ショウジョウバエ / 腸管 / 神経系 / 腸内細菌制御 / 腸内細菌叢 / 感染抵抗性 / 神経支配
研究開始時の研究の概要

本研究では、経口感染した細菌に対する抵抗性と、腸内細菌叢を制御している神経細胞の特徴付けを行うと共に、この神経細胞がどのような制御を受けて、どのように腸管免疫を制御し恒常性を維持しているかを明らかにする。これにより、長年の懸案であった神経系による免疫制御の実態を解明し、免疫系の神経支配による恒常性維持機構を明らかにする、新しい学術領域を創出する。また、脳神経系を考慮した免疫制御・疾患対策や、神経・免疫連関を標的とした創薬といった、新しい保健医療分野の扉を開く。

研究成果の概要

本研究では、経口感染した細菌に対する抵抗性と、腸内細菌叢を制御している神経細胞の特徴を遺伝子発現のレベルで明らかにすると共に、どのようにして腸管恒常性を維持しているかを解析した。その結果、本神経群は、成虫脳の神経細胞の代表的なサブタイプ(コリン作動性、GABA作動性、グルタミン酸作動性神経)が混在した神経細胞群であることが示唆された。さらに、この神経が、単一の腸内細菌のみを有する場合でも、その腸内細菌の量的な制御に関わり、腸内細菌に対する抵抗性の発現に関わる事を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、感染抵抗性と腸内細菌叢の制御に関わる神経細胞が、コリン作動性、GABA作動性、グルタミン酸作動性神経が混在した神経細胞群であることが示唆され、単一の腸内細菌のみを有する場合でも、その腸内細菌の量的な制御に関わり、腸内細菌に対する抵抗性の発現に関わる事が明らかとなった。今後、今回行った遺伝子発現解析をもとに、神経の特徴付けがさらに進み、同等の神経細胞が哺乳動物にも存在するのか、さらには、同様の神経支配機構が哺乳動物でも腸管恒常性を制御しているのかなど、免疫系の神経支配による恒常性維持機構の解明が進むことが期待できる。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Genomic and Immunological Characterization of Hypermucoviscous Carbapenem-Resistant Klebsiella pneumoniae ST25 Isolates from Northwest Argentina2022

    • 著者名/発表者名
      Albarracin Leonardo、Ortiz Moyano Ramiro、Vargas Juan Martin、Andrade Bruno G. N.、Cortez Zamar Juan、Dentice Maidana Stefania、Fukuyama Kohtaro、Kurata Shoichiro、Jure Maria Angela、Kitazawa Haruki、Villena Julio
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23:7361 号: 13 ページ: 1-20

    • DOI

      10.3390/ijms23137361

    • 関連する報告書
      2022 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] Genomic Characterization of Lactiplantibacillus plantarum Strains Possessing Differential Antiviral Immunomodulatory Activities2022

    • 著者名/発表者名
      Albarracin Leonardo、Raya Tonetti Fernanda、Fukuyama Kohtaro、Suda Yoshihito、Zhou Binghui、Baillo Ayelen A.、Fadda Silvina、Saavedra Lucila、Kurata Shoichiro、Hebert Elvira M.、Kitazawa Haruki、Villena Julio
    • 雑誌名

      Bacteria

      巻: 1 号: 3 ページ: 136-160

    • DOI

      10.3390/bacteria1030012

    • 関連する報告書
      2022 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] Genetic dissection of innate immune memory in Drosophila melanogaster2022

    • 著者名/発表者名
      Chang Tang、Shoichiro Kurata、Naoyuki Fuse
    • 雑誌名

      Frontiers in Immunology

      巻: 13 ページ: 857707-857707

    • DOI

      10.3389/fimmu.2022.857707

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Respiratory commensal bacteria increase protection against hypermucoviscous carbapenem resistant Klebsiella pneumoniae ST25 infection.2022

    • 著者名/発表者名
      Stefania Dentice Maidana, Ramiro Ortiz Moyano, Juan Martin Vargas, Kohtaro Fukuyama, Shoichiro Kurata, Vyacheslav Melnikov, Mariangela Jure, Haruki Kitazawa , Julio Villena
    • 雑誌名

      Pathogens

      巻: 11(9) ページ: 1063-1063

    • 関連する報告書
      2022 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] Transcriptome features of innate immune memory in Drosophila2022

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Fuse、Chisaki Okamori、Ryoma Okaji、Chang Tang、Kikuko Hirai、Shoichiro Kurata
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 18 号: 10 ページ: e1010005-e1010005

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1010005

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Ability of Postimmunobiotics from L. rhamnosus CRL1505 to Protect against Respiratory Syncytial Virus and Pneumococcal Super-Infection Is a Strain-Dependent Characteristic2022

    • 著者名/発表者名
      Raya Tonetti Fernanda、Clua Patricia、Fukuyama Kohtaro、Marcial Guillermo、Sacur Jacinto、Marranzino Gabriela、Tomokiyo Mikado、Vizoso-Pinto Guadalupe、Garcia-Cancino Apolinaria、Kurata Shoichiro、Kitazawa Haruki、Villena Julio
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 10:2185 号: 11 ページ: 1-22

    • DOI

      10.3390/microorganisms10112185

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Neural control of gut homeostasis through regulation of microbiota and pathogens in Drosophila2023

    • 著者名/発表者名
      Shoichiro Kurata
    • 学会等名
      第96回日本細菌学会総会 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ショウジョウバエ神経系による飢餓応答制御機構の解析2022

    • 著者名/発表者名
      藤井希帆、Nguyen Quang Dat、石橋謙太朗、布施直之、大坪和香子、 谷本拓、北澤春樹、倉田祥一朗
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Leucine-rich repeat因子capriciousを介したショウジョウバエ腸管上皮損傷応答機構の解析2022

    • 著者名/発表者名
      福間愛梨、高山倖輔、倉田祥一朗、矢野環
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Neural control of gut homeostasis in Drosophila2021

    • 著者名/発表者名
      Shoichiro Kurata
    • 学会等名
      The Uehara Memorial Foundation Symposium 2021 “Brain-periphery interactions in health and diseases
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 昆虫の自然免疫2021

    • 著者名/発表者名
      倉田祥一朗
    • 学会等名
      第120回日本皮膚科学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ショウジョウバエ神経系による腸内細菌叢の制御を介した腸管恒常性維持機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      橋場春佳, 石橋謙太朗, 鈴木拓朗, 布施直之, 大坪和香子,北澤春樹,倉田祥一朗
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 東北大学 大学院薬学研究科 生命機能解析学分野

    • URL

      http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~seimei/seimei_original.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 東北大学大学院薬学研究科生命機能解析学分野

    • URL

      http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~seimei/seimei_original.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 神経による腸内フローラ制御を介した健康維持

    • URL

      https://w3.tohoku.ac.jp/frid/project/page-46/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-01-30  

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