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2020 年度 実績報告書

ヒト-細菌叢間 化学コミュニケーションの理解と炎症性腸疾患・がん・がん免疫

計画研究

研究領域化学コミュニケーションのフロンティア
研究課題/領域番号 17H06404
研究機関近畿大学

研究代表者

西尾 和人  近畿大学, 医学部, 教授 (10208134)

研究分担者 坂井 和子  近畿大学, 医学部, 講師 (20580559)
上嶋 一臣  近畿大学, 医学部, 講師 (70411593)
櫻井 俊治  近畿大学, 医学部, 講師 (90397539)
角田 郁生  近畿大学, 医学部, 教授 (00261529)
岡田 斉  近畿大学, 医学部, 教授 (20280620)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2022-03-31
キーワード免疫関連有害事象irAE / 免疫チェックポイント阻害薬 / NMN / CMG
研究実績の概要

本研究では炎症に起因する病態における宿主とその微小環境との相互作用は、生体リガンドを介した化学コミュニケーションとして作用すると仮説している。抗がん薬の領域において免疫チェックポイント阻害薬は、その効果及び有害事象に、ヒト-細菌叢との間の化学コミュニケーションの理解が重要と考えている。炎症性腸疾患および炎症が介在する消化器がん、中枢神経炎症疾患である多発性硬化症とアルツハイマー病に焦点をあて、微小環境における宿主と細菌叢との相互作用を解析することにより、疾患の分子機構の解明と治療薬の創出につなげることを目的とした。具体的には、1) 腸内細菌叢のメタゲノム、メタトランスクリプトーム解析技術の向上、2)炎症性腸疾患患者における腸上皮細胞、腸内細菌叢のシーケンシングによる炎症性腸疾患の発がんリスクに対する影響および宿主・微生物間のインタラクションと病態との関連性についての検討、3)免疫チェックポイント阻害薬の投与を受けた肝細胞癌患者の糞便中のメタゲノム、メタトランスクリプトーム解析による免疫チェックポイント阻害薬の副作用及び効果に及ぼす常在細菌叢の影響の検討、4)中枢神経系(CNS)炎症性疾患である多発性硬化症(MS)およびアルツハイマー病の発症に対する腸内細菌叢の影響の検討、を目的とした。

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

1)炎症性腸疾患、消化管免疫関連有害事象(GI irAE)における宿主・微生物間の相互作用:
ICIによるGI irAEと潰瘍性大腸炎(UC)の病態比較を、腸管粘膜組織の全トランスクリプトームと細菌叢16S rDNAシークエンスを行った。パスウェイ解析により炎症部位および非炎症部におけるGI irAEとUCの病態と微小環境の類似性と相違点を示した。PiphillinによりirAEとUC炎症部で脂肪酸を含む分子輸送系に関連するパスウェイが濃縮されていることが示された。また、微生物組成が炎症の重症度や治療効果と関連していることが明らかになった。レスポンダーは、DNA修復や細胞周期と関連していたが、大腸における自然免疫反応やNFAT、IFN-シグナル伝達経路とは逆相関していた。
2)細菌叢―宿主間化学コミュニケーション~微生物叢の変化が宿主細胞に及ぼす影響:
DSS/AOM炎症性腸疾患―大腸癌マウスモデルにおいて、マウス大腸上皮組織の遺伝子発現のGSEA解析を実施し、腸内細菌叢と腸内粘膜間のコミュニケーションが発がんに関わることを示した。発がんマウスにおいて細菌叢によるLAM生合成経路の集積が、腸管粘膜細胞PI3K-AKT-mTORシグナル経路とクロストークすることを見出した。同モデルを用いて発がん抑制実験を行い、ニコチンアミドモノヌクレオチド(NMN)投与により、TNFα等炎症経路の抑制、NMNを投与でがん化が抑制することを発見した。
3)中枢神経炎症疾患と細菌叢の化学コミュニケーション:
多発性硬化症とアルツハイマー病のマウスモデルで、細菌叢と中枢神経のクロストークに介在する血中因子を同定した。自己免疫性脳脊髄炎モデルで、CMGにより症状が抑制することを見出した。多発性硬化症モデルにおいて腸内細菌叢の変化が中枢神経内の免疫関連遺伝子発現と相関すること等を明らかにした。

今後の研究の推進方策

本年度までに得た新しい知見を、論文化する。また、下記項目についての研究を推進する。
1) 炎症と微小環境における宿主・微生物間の相互作用の検討:IBDから発癌を惹起するマウスモデルを用いて、抗PD-1抗体の抗腫瘍効果を検討し、腸内細菌叢が微小免疫環境に及ぼす影響を明らかにする。
2) IBD関連大腸がんにおける線維化の機序解明:IBD関連大腸がんにおける繊維化に重要な役割を果たす抗老化因子Sirtuinについてその抑制化合物の効果を引き続き検討する。
3) 腸内細菌叢と中枢神経炎症疾患のクロストークの検討:多発性硬化症とアルツハイマー病のマウスモデルを用い、同因子の阻止抗体やノックアウトマウスなどによる検証実験、ピロリ菌感染実験、抗生物質による治療実験を継続・実施する。
4) 大腸癌発がん過程における組織の線維化の抑制機構と細菌叢との相互作用の解明:DSS/AOMによる大腸がん発がんモデルにおいて、組織の線維化と大腸がんの腫瘍形成過程における新規抑制化合物の抑制効果を宿主と細菌叢との相互作用から解析し、宿主の免疫応答との関連を明らかにし、予測モデルを作成する。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Genetic profile of adult T‐cell leukemia/lymphoma in Okinawa: Association with prognosis, ethnicity, and HTLV‐1 strains2021

    • 著者名/発表者名
      Sakihama Shugo、Morichika Kazuho、Saito Rumiko、Miyara Megumi、Miyagi Takashi、Hayashi Masaki、Uchihara Junnosuke、Tomoyose Takeaki、Ohshiro Kazuiku、Nakayama Shingo、Nakachi Sawako、Morishima Satoko、Sakai Kazuko、Nishio Kazuto、Masuzaki Hiroaki、Fukushima Takuya、Karube Kennosuke
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: 112 ページ: 1300~1309

    • DOI

      10.1111/cas.14806

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Refractory case of ulcerative colitis with idiopathic thrombocytopenic purpura successfully treated by Janus kinase inhibitor tofacitinib: A case report2020

    • 著者名/発表者名
      Komeda Yoriaki、Sakurai Toshiharu、Sakai Kazuko、Morita Yasuyoshi、Hashimoto Arito、Nagai Tomoyuki、Hagiwara Satoru、Matsumura Itaru、Nishio Kazuto、Kudo Masatoshi
    • 雑誌名

      World Journal of Clinical Cases

      巻: 8 ページ: 6389~6395

    • DOI

      10.12998/wjcc.v8.i24.6389

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nintedanib promotes antitumour immunity and shows antitumour activity in combination with PD-1 blockade in mice: potential role of cancer-associated fibroblasts2020

    • 著者名/発表者名
      Kato Ryoji、Haratani Koji、Hayashi Hidetoshi、Sakai Kazuko、Sakai Hitomi、Kawakami Hisato、Tanaka Kaoru、Takeda Masayuki、Yonesaka Kimio、Nishio Kazuto、Nakagawa Kazuhiko
    • 雑誌名

      British Journal of Cancer

      巻: 124 ページ: 914~924

    • DOI

      10.1038/s41416-020-01201-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Association between Genetic and Immunological Background of Hepatocellular Carcinoma and Expression of Programmed Cell Death-12020

    • 著者名/発表者名
      Nishida Naoshi、Sakai Kazuko、Morita Masahiro、Aoki Tomoko、Takita Masahiro、Hagiwara Satoru、Komeda Yoriaki、Takenaka Mamoru、Minami Yasunori、Ida Hiroshi、Ueshima Kazuomi、Nishio Kazuto、Kudo Masatoshi
    • 雑誌名

      Liver Cancer

      巻: 9 ページ: 426~439

    • DOI

      10.1159/000506352

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Site-Specific and Targeted Therapy Based on Molecular Profiling by Next-Generation Sequencing for Cancer of Unknown Primary Site2020

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Hidetoshi、Takiguchi Yuichi、Minami Hironobu、Akiyoshi Kohei、Segawa Yoshihiko、Ueda Hiroki、Iwamoto Yasuo、Kondoh Chihiro、Matsumoto Koji、Takahashi Shin、Yasui Hisateru、Sawa Toshiyuki、Onozawa Yusuke、Chiba Yasutaka、Togashi Yosuke、Fujita Yoshihiko、Sakai Kazuko、Tomida Shuta、Nishio Kazuto、Nakagawa K
    • 雑誌名

      JAMA Oncology

      巻: 6 ページ: 1931~1931

    • DOI

      10.1001/jamaoncol.2020.4643

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Promising anticancer therapy: combination of immune checkpoint inhibitors and molecular-targeted agents2020

    • 著者名/発表者名
      Sakurai Toshiharu、Nishida Naoshi、Kudo Masatoshi
    • 雑誌名

      Hepatobiliary Surgery and Nutrition

      巻: 9 ページ: 777~779

    • DOI

      10.21037/hbsn.2020.03.04

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bioinformatics Analysis of Gut Microbiota and CNS Transcriptome in Virus-Induced Acute Myelitis and Chronic Inflammatory Demyelination; Potential Association of Distinct Bacteria With CNS IgA Upregulation2020

    • 著者名/発表者名
      Omura Seiichi、Sato Fumitaka、Park Ah-Mee、Fujita Mitsugu、Khadka Sundar、Nakamura Yumina、Katsuki Aoshi、Nishio Kazuto、Gavins Felicity N. E.、Tsunoda Ikuo
    • 雑誌名

      Frontiers in Immunology

      巻: 11 ページ: 1138

    • DOI

      10.3389/fimmu.2020.01138

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ascorbate sensitizes human osteosarcoma cells to the cytostatic effects of cisplatin2020

    • 著者名/発表者名
      Oka Naohiro、Komuro Akiyoshi、Amano Hisayuki、Dash Suman、Honda Masahiko、Ota Kazushige、Nishimura Shunji、Ueda Takeshi、Akagi Masao、Okada Hitoshi
    • 雑誌名

      Pharmacology Research & Perspectives

      巻: 8 ページ: e00632

    • DOI

      10.1002/prp2.632

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 大腸炎誘発大腸癌と微生物叢の多様性のインタラクトーム解析2020

    • 著者名/発表者名
      西尾 和人, 坂井 和子, 倉 由吏恵, 竹ヶ原 京志郎, デベラスコ・マルコ
    • 学会等名
      第79回日本癌学会学術総会
  • [学会発表] 前立腺癌特異的Ptenノックアウトマウスにおけるマイクロバイオームについての検討2020

    • 著者名/発表者名
      倉 由吏恵, 坂井 和子, 藤田 至彦, 野澤 昌弘, 吉川 和宏, 西尾 和人, デベラスコ・マルコ, 植村 天受
    • 学会等名
      第79回日本癌学会学術総会
  • [学会発表] ten欠損前立腺癌におけるJAK1/2標的治療が糞便中のマイクロバイオームに与える影響について2020

    • 著者名/発表者名
      デベラスコ・マルコ, 倉 由吏恵, 坂井 和子, 野澤 昌弘, 吉川 和宏, 西尾 和人, 植村 天受
    • 学会等名
      第79回日本癌学会学術総会
  • [学会発表] 多発性硬化症のウイルス誘導性CNS免疫モデル:マックス・タイラーと野口英世2020

    • 著者名/発表者名
      角田郁生, 鳥山重光
    • 学会等名
      第27回日本免疫毒性学会学術年会
    • 招待講演
  • [学会発表] タイラーウイルスによる急性灰白脳脊髄炎・多発性硬化症動物モデル:分子相同性から腸内細菌叢まで2020

    • 著者名/発表者名
      角田郁生, 尾村誠一、佐藤文孝、崎山奈美江、Sundar Khadka、中村優美和、朴雅美、藤田貢
    • 学会等名
      第32回日本神経免疫学会学術集会
    • 招待講演
  • [図書] 産婦人科の実際702021

    • 著者名/発表者名
      角田郁生
    • 総ページ数
      in press
    • 出版者
      金原出版
  • [図書] 思春期学392020

    • 著者名/発表者名
      角田郁生
    • 総ページ数
      16-22
    • 出版者
      日本思春期学会
  • [図書] 別冊BIO Clinica 252020

    • 著者名/発表者名
      角田郁生
    • 総ページ数
      98-102
    • 出版者
      北隆館

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公開日: 2021-12-27  

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