微生物メタボリズムからのカンピロバクター腸炎発症メカニズムの理解

• 研究課題/領域番号: 22K15004
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分42020:獣医学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所
• 研究代表者: 細見 晃司 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 ヘルス・メディカル微生物研究センター, 主任研究員 (00755762)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: カンピロバクター / 腸炎 / 微生物メタボリズム / 抗体 / エネルギー代謝 / 細菌感染症 / メタボリズム / ワクチン

研究開始時の研究の概要

カンピロバクター感染症は公衆衛生上の重要課題であるにもかかわらず、動物モデルが確立されていないなどの理由から、病態形成メカニズムなどの研究が十分に進んでおらず、有効なワクチン開発や薬剤などの根本的な対策も確立できていない。本研究では、独自に見出しているカンピロバクター腸炎マウスモデルとカンピロバクター特異的抗体ライブラリを活用して、カンピロバクター感染症における病態形成メカニズムと新規制御法の開発に資する学術的知見を提供する。特に、カンピロバクターの代謝機能に着目し、病態形成を理解することで新たな制御戦略を提案したいと考えている。

研究実績の概要

本研究の目的は『カンピロバクター腸炎モデルを確立し、病態形成メカニズムを包括的に理解し、さらに、抗体ライブラリなど独自の研究基盤を活用し、新規ワクチンシーズの探索などカンピロバクター感染症の予防法や治療法の開発に資する基礎研究を遂行する』ことである。これまでの検討から、カンピロバクターのエネルギー代謝が感染に伴う腸炎などの病態と密接に関わっていることが示唆されており、「微生物メタボリズム」の観点から病態形成を理解することを目指している。
昨年度までの検討から、カンピロバクター感染モデルについて、好中球浸潤を特徴とする腸炎の発症と菌の代謝活性の亢進が連動していることを見出しており、エネルギー代謝を標的とした感染制御の可能性が期待される。そこで本年度は、カンピロバクターに対する抗体ライブラリーから菌のエネルギー代謝や増殖を阻害できる抗体を見出し、抗原の同定など機能解析を進めた。さらに、同定した抗原をマウスに免疫し、特異的な中和抗体産生の誘導などワクチン抗原としての有用性を明らかにした。このように、本研究は当初の予定通り順調に進捗し、「微生物メタボリズム」の観点からカンピロバクター腸炎の病態形成メカニズムの解明を進めるとともに、新規のワクチン抗原候補の同定など感染制御に資する学術的知見の創出にもつながっていると考えている。

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

カンピロバクター腸炎モデルの宿主側、ならびに腸炎を誘導する菌側の両観点からの解析を進め、菌のエネルギー代謝と腸炎の病態形成の関連が明らかになり、微生物メタボリズムの観点からカンピロバクター腸炎の病態形成メカニズムの一端を解明した。また、抗体ライブラリーを活用し、微生物メタボリズムを標的とした予防法の開発に資する学術的知見を得ていることから、本研究は当初の計画通りに進捗したと考えている。

今後の研究の推進方策

本研究の目的をより精緻に達成するため、微生物メタボリズムを標的とした抗体の機能解析ならびに抗原のワクチンとしての有用性などに関する研究成果を論文や学会にて発表し、カンピロバクター感染症について理解を深める。

研究成果

• [雑誌論文] Alcaligenes lipid A functions as a superior mucosal adjuvant to monophosphoryl lipid A via the recruitment and activation of CD11b+ dendritic cells in nasal tissue (2023)
  • 著者名/発表者名: Sun Xiao、Hosomi Koji、Shimoyama Atsushi、Yoshii Ken、Saika Azusa、Yamaura Haruki、Nagatake Takahiro、Kiyono Hiroshi、Fukase Koichi、Kunisawa Jun
  • 雑誌名: International Immunology 巻: 36 号: 1 ページ: 33-43
  • DOI: 10.1093/intimm/dxad045
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Induction of unique macrophage subset by simultaneous stimulation with LPS and IL-4 (2023)
  • 著者名/発表者名: Ishida Kei、Nagatake Takahiro、Saika Azusa、Kawai Soichiro、Node Eri、Hosomi Koji、Kunisawa Jun
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 14 ページ: 1111729-1111729
  • DOI: 10.3389/fimmu.2023.1111729
  • 査読あり
• [雑誌論文] TLR4 agonist activity of Alcaligenes lipid a utilizes MyD88 and TRIF signaling pathways for efficient antigen presentation and T cell differentiation by dendritic cells (2023)
  • 著者名/発表者名: Sun Xiao、Hosomi Koji、Shimoyama Atsushi、Yoshii Ken、Lan Huangwenxian、Wang Yunru、Yamaura Haruki、Nagatake Takahiro、Ishii Ken J.、Akira Shizuo、Kiyono Hiroshi、Fukase Koichi、Kunisawa Jun
  • 雑誌名: International Immunopharmacology 巻: 117 ページ: 109852-109852
  • DOI: 10.1016/j.intimp.2023.109852
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Endotoxin-Free Stx2B-C-CPE Vaccine and Its Optimized Adjuvant Regimen for Preventing Food Poisoning (2023)
  • 著者名/発表者名: Hosomi Koji、Shimoyama Atsushi、Hinenoya Atsushi、Hatanaka Noritoshi、Noguchi Takafumi、Ebina Hirotaka、Tojima Yoko、Furuta Mari、Kondoh Masuo、Kiyono Hiroshi、Yamasaki Shinji、Fukase Koichi、Kunisawa Jun
  • 雑誌名: Frontiers in Bioscience-Landmark 巻: 28 号: 1 ページ: 15-15
  • DOI: 10.31083/j.fbl2801015
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of Human Gut Microbiome Associated with Enterolignan Production (2022)
  • 著者名/発表者名: Sawane Kento、Hosomi Koji、Park Jonguk、Ookoshi Kouta、Nanri Hinako、Nakagata Takashi、Chen Yi-An、Mohsen Attayeb、Kawashima Hitoshi、Mizuguchi Kenji、Miyachi Motohiko、Kunisawa Jun
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 10 号: 11 ページ: 2169-2169
  • DOI: 10.3390/microorganisms10112169
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Oral administration of Blautia wexlerae ameliorates obesity and type 2 diabetes via metabolic remodeling of the gut microbiota (2022)
  • 著者名/発表者名: Hosomi K, Saito M, Park J, Murakami H, Shibata N, Ando M, Nagatake T, Konishi K, Ohno H, Tanisawa K, Mohsen A, Chen YA, Kawashima H, Natsume-Kitatani Y, Oka Y, Shimizu H, Furuta M, Tojima Y, Sawane K, Saika A, Kondo S, Yonejima Y, Takeyama H, Matsutani A, Mizuguchi K, Miyachi M, Kunisawa J
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 13 号: 1 ページ: 4477-4477
  • DOI: 10.1038/s41467-022-32015-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Utilization of gut environment-mediated control system of host immunity in the development of vaccine adjuvants (2022)
  • 著者名/発表者名: Liu Zilai、Hosomi Koji、Kunisawa Jun
  • 雑誌名: Vaccine 巻: 40 号: 36 ページ: 5399-5403
  • DOI: 10.1016/j.vaccine.2022.07.031
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dietary Vitamin B1 Intake Influences Gut Microbial Community and the Consequent Production of Short-Chain Fatty Acids (2022)
  • 著者名/発表者名: Park J, Hosomi K, Kawashima H, Chen YA, Mohsen A, Ohno H, Konishi K, Tanisawa K, Kifushi M, Kogawa M, Takeyama H, Murakami H, Kubota T, Miyachi M, Kunisawa J, Mizuguchi K.
  • 雑誌名: Nutrients 巻: 14 号: 10 ページ: 2078-2078
  • DOI: 10.3390/nu14102078
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Classification of the Occurrence of Dyslipidemia Based on Gut Bacteria Related to Barley Intake (2022)
  • 著者名/発表者名: Maruyama Satoko、Matsuoka Tsubasa、Hosomi Koji、Park Jonguk、Nishimura Mao、Murakami Haruka、Konishi Kana、Miyachi Motohiko、Kawashima Hitoshi、Mizuguchi Kenji、Kobayashi Toshiki、Ooka Tadao、Yamagata Zentaro、Kunisawa Jun
  • 雑誌名: Frontiers in Nutrition 巻: 9 ページ: 812469-812469
  • DOI: 10.3389/fnut.2022.812469
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Intestinal microbe-dependent ω3 lipid metabolite αKetoA prevents inflammatory diseases in mice and cynomolgus macaques (2022)
  • 著者名/発表者名: Nagatake T, Kishino S, Urano E, et al.
  • 雑誌名: Mucosal Immunology 巻: 15 号: 2 ページ: 289-300
  • DOI: 10.1038/s41385-021-00477-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Relationships between barley consumption and gut microbiome characteristics in a healthy Japanese population: a cross-sectional study (2022)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka Tsubasa、Hosomi Koji、Park Jonguk、Goto Yuka、Nishimura Mao、Maruyama Satoko、Murakami Haruka、Konishi Kana、Miyachi Motohiko、Kawashima Hitoshi、Mizuguchi Kenji、Kobayashi Toshiki、Yokomichi Hiroshi、Kunisawa Jun、Yamagata Zentaro
  • 雑誌名: BMC Nutrition 巻: 8 号: 1 ページ: 23-23
  • DOI: 10.1186/s40795-022-00500-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 食・栄養と健康の関わりを細菌学の視点から理解する (2023)
  • 著者名/発表者名: 細見晃司
  • 学会等名: 第96回日本細菌学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 腸内細菌Blautiaによる代謝促進を介した肥満・糖尿病の抑制効果 (2022)
  • 著者名/発表者名: 細見晃司
  • 学会等名: レドックスR&D戦略委員会 第2回若手シンポジウム
• [学会発表] In vitro樹状細胞を活用したパイエル板組織内共生菌による免疫制御と共生メカニズムの解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 細見晃司、下山敦史、柴田奈納子、竹山春子、深瀬浩一、清野宏、國澤純
  • 学会等名: 日本組織培養学会第94回大会
• [学会発表] Unique carbohydrate and amino acid metabolisms of Blautia wexlerae ameliorate obesity and type 2 diabetes (2022)
  • 著者名/発表者名: Koji Hosomi, et al.
  • 学会等名: IHMC 9th Congress 2022
  • 国際学会
• [学会発表] UNIQUE METABOLISM OF BLAUTIA WEXLERAE HAS BENEFICIAL EFFECTS ON THE CONTROL OF OBESITY AND TYPE 2 DIABETES (2022)
  • 著者名/発表者名: Koji Hosomi, et al.
  • 学会等名: 9th World Congress on Targeting Microbiota
  • 国際学会
• [図書] ポストバイオティクス研究から考える健康科学の将来と個別化栄養 (2022)
  • 著者名/発表者名: 細見晃司、國澤純
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: FOOD STYLE 21
• [図書] 腸内環境を介した免疫制御とワクチン研究への展開 (2022)
  • 著者名/発表者名: 吉井健、細見晃司、國澤純
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: Precision Medicine