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腸内細菌による粘膜バリア構築とその破綻に関する統合的理解

研究課題

研究課題/領域番号 23H05482
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
審査区分 大区分H
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

長谷 耕二  慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (20359714)

研究分担者 松田 幹  福島大学, その他部局等, 理事 (20144131)
新藏 礼子  東京大学, 定量生命科学研究所, 教授 (50362471)
大橋 若奈  静岡県立大学, 薬学部, 准教授 (50381596)
細川 正人  早稲田大学, 理工学術院, 准教授(任期付) (60722981)
研究期間 (年度) 2023-04-12 – 2028-03-31
研究課題ステータス 交付 (2025年度)
配分額 *注記
203,450千円 (直接経費: 156,500千円、間接経費: 46,950千円)
2025年度: 43,290千円 (直接経費: 33,300千円、間接経費: 9,990千円)
2024年度: 34,450千円 (直接経費: 26,500千円、間接経費: 7,950千円)
2023年度: 39,520千円 (直接経費: 30,400千円、間接経費: 9,120千円)
キーワードIgA / 腸内細菌 / パイエル板 / Tfh細胞
研究開始時の研究の概要

腸管粘膜は多様な抗原に常に曝露されており、粘膜防御のため大量のIgA産生細胞が集積する。さらに腸管免疫系では幅広い外来抗原に応答可能なクローンが選択されていると予想されるが、その詳細は不明である。そのようなIgAクローンを誘導するためには、Tfh細胞の働きが必須である。しかしながら、腸管におけるTfh細胞の誘導因子については十分に分かっていない。そこで、本研究ではTfh細胞の誘導に関わる環境因子を同定することで、腸管におけるIgA応答メカニズムの解明を試みる。

研究実績の概要

腸管粘膜は、体全体を覆う皮膚の約200倍もの表面積を有しており、食事由来抗原や30兆個にも及ぶ腸内共生微生物と常に対峙している。このため、腸管には二次リンパ組織である小腸パイエル板を代表とする体内最大の免疫システムが構築されており、これらに対応している。腸管免疫システムにおける液性免疫は、免疫グロブリンA (IgA)応答が主体であり、腸管粘膜には毎日3-5 gもの二量体IgAが分泌されている。分泌型IgAは、外来異物が上皮に付着するのを抑制するとともに、腸内細菌叢のバランス維持にも貢献している。IgA応答の司令塔として機能するのが濾胞性ヘルパーT(T follicular helper: Tfh)細胞である。
2023年度の研究から、既報通り無菌マウスではTfh細胞が減少することを確認した。また特定の食事成分がTfh細胞の誘導に関わることが判明した。抗生物質カクテル投与によって、スペクトラムの異なる抗菌剤をSPFマウスに投与することで、この食事成分によるTfh誘導活性が消失したことから、本作用は腸内細菌依存的であることが判明した。そこで、スペクトラムの異なる複数の抗菌剤を投与してTfh細胞数を解析した結果、特定の抗菌剤によってTfh細胞の誘導がキャンセルされた。続いて、16S rRNA遺伝子シークエンス法により各群の菌叢解析を実施し、Tfh数と正の相関を示す菌種の絞り込みを行った。これら候補細菌を無菌マウスに定着させたところ、Tfh細胞の増加が観察された。

現在までの達成度 (区分)
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

計画に沿って実験が行われ、着実にデータが得られている。

今後の研究の推進方策

引き続き、腸内細菌によるTfh細胞誘導メカニズムの解析を行う。すなわち、これらの細菌が抗原として重要であるのかどうかを検証する。さらに誘導されたIgAの抗原特異性を調べるために、IgAに結合する細菌を取得し16S rRNA遺伝子シークエンシングを実施する。さらに、IgAハイブリドーマを作出し、IgAクローンを取得し、様々な抗原への結合性を調べる。

報告書

(3件)
  • 2023 研究概要(採択時) ( PDF )   審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件、 招待講演 8件)

  • [雑誌論文] Purified diet affects intestinal epithelial proliferation and barrier functions through gut microbial alterations2024

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Shiratori, Kisara M Hattori, Kazuaki Nakata, Takuma Okawa, Seiga Komiyama, Yusuke Kinashi, Yuma Kabumoto, Yuria Kaneko, Motoyoshi Nagai, Tomoko Shindo, Nobuko Moritoki, Yuki I Kawamura, Taeko Dohi, Daisuke Takahashi, Shunsuke Kimura, Koji Hase
    • 雑誌名

      International Immunology

      巻: 36 (5) 号: 5 ページ: 223240-223240

    • DOI

      10.1093/intimm/dxae003

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MZB1-mediated IgA secretion suppresses the development and progression of colorectal cancer triggered by gut inflammation.2024

    • 著者名/発表者名
      Tang Y, Hase K, Wang JY et al.
    • 雑誌名

      Mucosal Immunol.

      巻: e-publication 号: 3 ページ: 450-460

    • DOI

      10.1016/j.mucimm.2023.12.002

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] α-Glucosidase inhibitors boost gut immunity by inducing IgA responses in Peyer’s patches2023

    • 著者名/発表者名
      Hattori-Muroi Kisara、Naganawa-Asaoka Hanako、Kabumoto Yuma、Tsukamoto Kei、Fujisaki Yosuke、Fujimura Yumiko、Komiyama Seiga、Kinashi Yusuke、Kato Miki、Sato Shintaro、Takahashi Daisuke、Hase Koji
    • 雑誌名

      Frontiers in Immunology

      巻: 14 ページ: 1277637-1277637

    • DOI

      10.3389/fimmu.2023.1277637

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Safe and efficient oral allergy immunotherapy using one-pot-prepared mannan-coated allergen nanoparticles2023

    • 著者名/発表者名
      Li Shunyi、Toriumi Hiroki、Takahashi Daisuke、Kamasaki Tomoko、Fujioka Yoichiro、Nagatoishi Satoru、Li Jinting、Liu Yiwei、Hosokawa Takanatsu、Tsumoto Kouhei、Ohba Yusuke、Katayama Yoshiki、Murakami Daisuke、Hase Koji、Mori Takeshi
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 303 ページ: 122381-122381

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2023.122381

    • 関連する報告書
      2023 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] Gut microbiota-derived lipid metabolites facilitate regulatory T cell differentiation2023

    • 著者名/発表者名
      Shiratori Hiroaki、Oguchi Hiroyuki、Isobe Yosuke、Han Kyu-Ho、Sen Akira、Yakebe Kyosuke、Takahashi Daisuke、Fukushima Michihiro、Arita Makoto、Hase Koji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 8903-8903

    • DOI

      10.1038/s41598-023-35097-5

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dietary iodine attenuates allergic rhinitis by inducing ferroptosis in activated B cells.2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Y, Hase K et al.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 13 号: 1 ページ: 5398-5398

    • DOI

      10.1038/s41598-023-32552-1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 腸内代謝物によるストレス性下痢症誘導機構の解明2024

    • 著者名/発表者名
      長谷耕二, 石原成美, 木村俊介
    • 学会等名
      日本薬学会 第144回年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The pathological link between the intestinal immune system and autoimmune disorders.2024

    • 著者名/発表者名
      Koji Hase
    • 学会等名
      5th CSI/JSI/KAI Joint Symposium on Immunology“Frontier in Immunology Research in the Aftermath of the Pandemic”
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 病は腸から!知られざる腸内細菌・腸管免疫の功罪.2024

    • 著者名/発表者名
      長谷耕二
    • 学会等名
      新適塾「未来創薬への誘い」第64回
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The pathological link between the intestinal immune system and autoimmune disorders.2023

    • 著者名/発表者名
      Koji Hase
    • 学会等名
      The 32nd Hot Spring Harbor International Symposium “Recent Advances in Cell Biology and Immunology”
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 腸内細菌由来のレチノイン酸~腸管免疫制御における潜在的役割.2023

    • 著者名/発表者名
      長谷耕二
    • 学会等名
      おかやまバイオアクティブ研究会第63回シンポジウム・日本レチノイド研究会 第34回学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Establishment of oral tolerance requires nutritional signals.2023

    • 著者名/発表者名
      Koji Hase
    • 学会等名
      The 21st Awaji International Forum on Infection and Immunity.
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 栄養シグナルによるリンパ球の腸-骨髄連関の制御.2023

    • 著者名/発表者名
      長谷耕二
    • 学会等名
      第23回Pharmaco-Hematology シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 母体腸内細菌による世代を超えた病態制御.2023

    • 著者名/発表者名
      長谷耕二
    • 学会等名
      第55回日本動脈硬化学会.
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Commensal microorganisms cooperatively promote polyreactive S-IgA production by inducing follicular helper T cells in Peyer’s patch2023

    • 著者名/発表者名
      Koji Hase, Muroi Kisara, Daisuke Takahashi
    • 学会等名
      Keystone Symposium: Mechanisms of Microbiota-Immune Interactions-Towards the Next Decade
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2025-06-20  

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