腸管炎症に伴う腸内環境変化による１型糖尿病発症の解明と予防的免疫代謝療法の研究

• 研究課題/領域番号: 22K07471
• 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52010:内科学一般関連
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 安田 尚史 神戸大学, 保健学研究科, 教授 (50403233)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 1型糖尿病 / 腸管免疫 / DSS / 免疫バランス / 発症抵抗性 / 腸管炎症 / NOD / 膵島炎 / インテグリン / 免疫代謝

研究開始時の研究の概要

1型糖尿病(T1D)は細胞性免疫異常を主体とした臓器特異的自己免疫疾患で、T細胞が主体となって膵β細胞傷害を引き起こしインスリン欠乏を来たし糖尿病発症に至る。T1D患者は一生インスリン治療を必要とするため、発症予防の研究は非常に重要であるが、膵島抗原を用いた発症予防の試みはこれまで成功には至っていない。本研究は、腸内細菌叢や腸管ウイルス感染とT1D発症との関連に着目し、腸管炎症による腸内環境変化の誘導を契機としたT1D発症メカニズムの解明と、この腸炎誘導T1D発症モデルにおいて免疫細胞の代謝制御を通じた「免疫代謝療法」による予防的治療を検討し、更なる展開を目指すものである。

研究実績の概要

本研究では、1型糖尿病(T1D)発症予防を目的として、腸管炎症による腸内環境変化の誘導を契機としたT1D発症メカニズムの解明と、この腸炎誘導T1D発症モデル
において樹状細胞(DC)等の免疫細胞の代謝制御を通じた「免疫代謝療法」による予防的治療への展開を目指したものである。
1) T1D発症抵抗性マウスでの腸炎モデルによるT1D発症検討
NOD遺伝子を有するもT1D発症抵抗性マウス(雄性NODマウス、NOD-lprマウス、Ins1欠損NODマウス)に対して、腸管感染を模倣するDSS投与による腸炎モデルの実験系を用いて腸管バリア破綻や腸管透過性亢進などを惹起することでT1D発症を誘導できるかどうかを検討した。すなわち、３%DSSを各８週齢のT1D発症抵抗性マウスに継続的に７日間飲水投与する投与群と非投与群で検討した。各T1D発症抵抗性マウスでフローサイトメトリーによる表面分子や細胞内分子による細胞分画の検討(活性化マーカーCD44, CD69やメモリーマーカーCD44hiCD62Lhiなど）した結果、活性化マーカーの上昇を認め、雄性NODマウスやIns1欠損NODマウスでは発症するマウスを認めたが、NOD-lprマウスでは発症を認めなかった。
2) NOD-lprマウスでのhomeostatic proliferationの誘導による発症誘導の試み
NOD-lprマウスは全く膵島炎や糖尿病発症を呈さないマウスであるが、DSS誘導腸炎により膵島炎の誘導が明らかになった。そこでさらにサイクロフォスファミド(CY)投与によるhomeostatic proliferationを介した免疫バランスの偏位により、一部のマウスで糖尿病発症まで誘導できることを見出した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

特にありません。

今後の研究の推進方策

NOD-lprマウスは全く膵島炎や糖尿病発症を呈さないマウスであるが、DSS誘導腸炎により膵島炎の誘導が明らかになり、さらにサイクロフォスファミド(CY)投与によるhomeostatic proliferationを介した免疫バランスの偏位を惹起することで、一部のマウスで糖尿病発症まで誘導できることを見出した。しかし、全マウスが発症するわけではないため、糖尿病発症マウスの糞便移植を実施することでさらに発症誘導が可能かどうかを検討し、発症メカニズムの解明を進めていく予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Comparing the clinical significance and antigen specificity of insulinoma-associated antigen-2 autoantibodies between radioimmunoassay and enzyme-linked immunosorbent assay in Japanese patients with type 1 diabetes (2023)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki E, Shimada A, Imagawa A, Abiru N, Awata T, Oikawa Y, Osawa H, Kawabata Y, Kozawa J, Kobayashi T, Takahashi K, Chujo D, Fukui T, Miura J, Yasuda K, Yasuda H, Kajio H, Hanafusa T, Ikegami H; Committee of type 1 diabetes, Japan Diabetes Society.
  • 雑誌名: J Diabetes Investig. 巻: 14 号: 1 ページ: 58-66
  • DOI: 10.1111/jdi.13910
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Bivalent GAD autoantibody ELISA improves clinical utility and risk prediction for adult autoimmune diabetes (2023)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki E, Shimada A, Imagawa A, Abiru N, Awata T, Oikawa Y, Osawa H, Kawabata Y, Kozawa J, Kobayashi T, Takahashi K, Chujo D, Fukui T, Miura J, Yasuda K, Yasuda H, Kajio H, Hanafusa T, Ikegami H; Committee of type 1 diabetes, Japan Diabetes Society.
  • 雑誌名: J Diabetes Investig. 巻: 14 号: 4 ページ: 570-581
  • DOI: 10.1111/jdi.13980
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 緩徐進行1型糖尿病の診断基準（2023）―1型糖尿病における新病態の探索的検討委員会報告― (2023)
  • 著者名/発表者名: 島田朗, 川﨑英二, 阿比留教生, 粟田卓也, 及川洋一, 大澤春彦, 梶尾裕, 小澤純二, 高橋和眞, 中條大輔, 能宗伸輔, 福井智康, 三浦順之助, 安田和基, 安田尚史, 今川彰久, 池上博司
  • 雑誌名: 糖尿病 巻: 66 ページ: 587-591
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 緩徐進行1 型糖尿病疑い例への治療介入に関するステートメント 1 型糖尿病における新病態の探索的検討委員会 (2023)
  • 著者名/発表者名: 島田朗, 川﨑英二, 阿比留教生, 粟田卓也, 及川洋一, 大澤春彦, 梶尾裕, 小澤純二, 高橋和眞, 中條大輔, 能宗伸輔, 福井智康, 三浦順之助, 安田和基, 安田尚史, 今川彰久, 池上博司
  • 雑誌名: 糖尿病 巻: 66 ページ: 807-814
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 1型糖尿病発症抵抗性NOD-lpr/lprマウスへの大腸炎誘発を契機とした糖尿病発症誘導の検討 (2023)
  • 著者名/発表者名: 南出ちひろ、小野愛桜、 伏見沙依、長谷川柊二、勝田敦美、安田尚史
  • 学会等名: 第66回日本糖尿病学会学術年次集会
• [学会発表] 腸粘膜透過性亢進を契機とした1型糖尿病発症抵抗性マウスの1型糖尿病発症誘導への検討 (2023)
  • 著者名/発表者名: 南出ちひろ、小野愛桜、 伏見沙依、長谷川柊二、勝田敦美、安田尚史
  • 学会等名: 第22回日本先進糖尿病治療・１型糖尿病研究会
• [学会発表] 2-デオキシグルコース投与による解糖系代謝抑制により、1型糖尿病発症が抑制される (2022)
  • 著者名/発表者名: 丸山菜々子、林真里奈、南出ちひろ、小野愛桜、勝田敦美、安田尚史
  • 学会等名: 第65回日本糖尿病学会学術年次集会
• [学会発表] デキストラン硫酸ナトリウム塩(DSS)投与が1型糖尿病に与える影響 (2022)
  • 著者名/発表者名: 南出ちひろ、小野愛桜、 林真里奈、丸山菜々子、勝田敦美、安田尚史
  • 学会等名: 第65回日本糖尿病学会学術年次集会
• [学会発表] DSS大腸炎はNOD-lpr/lprマウスに自己免疫性膵島炎を誘導する (2022)
  • 著者名/発表者名: 小野愛桜、南出ちひろ、 林真里奈、丸山菜々子、勝田敦美、安田尚史
  • 学会等名: 第65回日本糖尿病学会学術年次集会
• [学会発表] 1型糖尿病における免疫制御～免疫細胞の代謝制御を介した発症抑制～ (2022)
  • 著者名/発表者名: 安田 尚史、丸山 菜々子、林 真里奈、近藤祐一、田中紗織、鈴木 遥
  • 学会等名: 第65回日本糖尿病学会学術年次集会
• [学会発表] デキストラン硫酸ナトリウム塩(DSS)投与が1型糖尿病発症に与える影響の検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 南出ちひろ、小野愛桜、 林真里奈、丸山菜々子、勝田敦美、安田尚史
  • 学会等名: 第21回日本先進糖尿病治療・１型糖尿病研究会
• [学会発表] DSS大腸炎を契機としてNOD-lpr/lprマウスに1型糖尿病を誘導する (2022)
  • 著者名/発表者名: 小野愛桜、南出ちひろ、 林真里奈、丸山菜々子、勝田敦美、安田尚史
  • 学会等名: 第21回日本先進糖尿病治療・１型糖尿病研究会
• [図書] 別冊医学のあゆみ 1型糖尿病ー診療と研究の最前線 １型糖尿病モデルを用いた成因研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 安田尚史
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 医歯薬出版株式会社
• [図書] 臨床検査データブック2023-2024 インスリン抗体 (2023)
  • 著者名/発表者名: 安田尚史
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 医学書院