腸管特殊上皮Ｍ細胞成熟過程における転写制御機構の解析

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K08457
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 木村 俊介 北海道大学, 医学研究院, 助教 (40444525)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: パイエル板 / M細胞

研究実績の概要

腸管のリンパ濾胞上皮に存在するM細胞は、高分子の管腔内抗原を取り込む能力を持ち、粘膜免疫応答の開始に働く細胞である。申請者のこれまでの研究からM細胞は段階的な成熟過程を経ることで、最終的に抗原取り込み能力を獲得することを明らかにしている。
２８年度は濾胞上皮のmRNAデータベースから、発現量の高い転写因子候補をピックアップし、in situ hybiridization法によりmRNAの発現部位の同定を行った。その結果、２つの転写因子A、BがM細胞発現分子であるTnfaip2とGp2の発現部位と一致していた。
濾胞上皮は絨毛上皮細胞と同様に陰窩基底部の組織幹細胞から分化、増殖し押し出されるようにして、濾胞頂部もしくは絨毛頂部へと移動していく。転写因子A、Bともに濾胞陰窩の増殖帯近傍から濾胞の頂部にかけての発現が認められることから、M細胞分化初期から後期にかけて継続して発現する分子であると想定された。このことは、初期の転写因子Spi-Bとも発現部位が一致することからも確認できた。転写因子A、Bについて免疫抗血清を用いて免疫組織染色を行ったところ、タンパク質レベルにおいても両者のM細胞における発現、細胞核への局在が確認できた。
M細胞は腸管以外の粘膜組織にも存在する。マウスの鼻腔奥の鼻咽頭関連リンパ組織はヒト扁桃に相当するリンパ性器官である。鼻咽頭関連リンパ組織における転写因子Aの免疫染色を行ったところ、M細胞における発現が確認できた。このことから、転写因子Aは腸管に限定されず粘膜組織全般に共通するM細胞発現分子であると考えられる。
これまで、M細胞分化を制御する転写因子はRelBとSpiBが知られているのみであった。本研究によって、より詳細なM細胞分化制御機構が明らかになると期待される。

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

免疫組織染色に適した免疫抗血清の作製に成功し、タンパク質レベルでの解析が行えたことで、詳細な解析が行えるようになった。さらに、転写因子Aについては欠損マウスの導入を行い、機能解析を開始することができている。

今後の研究の推進方策

欠損マウスの機能解析を行い、M細胞分化における転写因子Aの役割を明らかにする。作成した免疫抗血清を用いて、転写因子AのChiP-seq解析、ゲルシフトアッセイなどにより、転写制御部位、標的遺伝子の解析を進める。

次年度使用額が生じた理由

人件費として見積もっていた３月分の予算が、予定より出勤数が減ったため余った。

次年度使用額の使用計画

次年度の消耗品で使用する予定

研究成果

• [雑誌論文] Intrarenal signaling mediated by CCK plays a role in salt intake-induced natriuresis (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahashi-Iwanaga H, Kimura S, Konno K, Watanabe M, and Iwanaga T,
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Renal Physiology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1152/ajprenal.00539.2016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Macrophage ubiquitin-specific protease 2 modifies insulin sensitivity in obese mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Saito N, Kimura S, Miyamoto T, Fukushima S, Amagasa M, Shimamoto Y, Nishioka C, Okamoto S, Toda C, Washio K, Asano A, Miyoshi I, Takahashi E, and Kitamura H
  • 雑誌名: Biochemistry and Biophysics Reports 巻: 9 ページ: 322-329
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2017.01.009
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The broad distribution of GP2 in mucous glands and secretory products (2016)
  • 著者名/発表者名: Kimura S, Nio-Kobayashi J, Kishimoto A, and Iwanaga T
  • 雑誌名: Biomedical Research 巻: 37 ページ: 351-358
  • DOI: 10.2220/biomedres.37.351
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Diversity of the intestinal microbiota differently affects non-neuronal and atropine-sensitive ileal contractile responses to short-chain fatty acids in mice (2016)
  • 著者名/発表者名: Yajima M, Karaki SI, Tsuruta T, Kimura S, Nio-Kobayashi J, Kuwahara A, Yajima T.
  • 雑誌名: Biomedical Research 巻: 37 ページ: 319-328
  • DOI: 10.2220/biomedres.37.319
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Zinc transporter SLC39A7/ZIP7 promotes intestinal epithelial self-renewal by resolving ER stress. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohashi W, Kimura S, Iwanaga T, Furusawa Y, Irie T, Izumi H, Watanabe T, Hijikata A, Hara T, Ohara O, Koseki H, Sato T, Robine S, Mori H, Hattori Y, Watarai H, Mishima K, Ohno H, Hase K, and Fukada T
  • 雑誌名: PLOS Genetics 巻: 12 ページ: e1006349
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1006349
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Distinct Roles for the N- and C-terminal Regions of M-Sec in Plasma Membrane Deformation during Tunneling Nanotube Formation. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kimura S, Yamashita M, Yamakami-Kimura M, Sato Y, Yamagata A, Kobashigawa Y, Inagaki F, Amada T, Hase K, Iwanaga T, Ohno H and Fukai S
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 ページ: 33548
  • DOI: 10.1038/srep33548.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 抜歯後の骨代謝機構を解明するための顎堤吸収モデルの構築 (2017)
  • 著者名/発表者名: 久本芽璃、木村俊介、岩田航、中村祐介、杉山孝博、小林純子、岩永敏彦、横山敦郎
  • 学会等名: 第122回 日本解剖学会総会・全国学術集
  • 発表場所: 長崎大学坂本キャンパス（長崎県・長崎市）
  • 年月日: 2017-03-30 – 2017-03-30
• [学会発表] RANKL-OPGバランスによる腸管上皮M細胞の分化制御機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木村俊介、武藤麻未、岩永敏彦
  • 学会等名: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 長崎大学坂本キャンパス（長崎県・長崎市）
  • 年月日: 2017-03-28 – 2017-03-30
• [学会発表] 特殊粘膜上皮M細胞の体内分布およびRANKLによるマウス気管・気管支上皮からのM細胞分化誘導 (2017)
  • 著者名/発表者名: 武藤 麻未、木村 俊介、岩永 敏彦、飯田 順一郎
  • 学会等名: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 長崎大学坂本キャンパス（長崎県・長崎市）
  • 年月日: 2017-03-28 – 2017-03-30
• [学会発表] RANKL-RANKシグナルによる腸上皮特殊細胞M細胞の分化制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木村俊介、武藤麻未、岩永敏彦
  • 学会等名: 第2回日本骨免疫学会ウインターセミナー
  • 発表場所: ホテルマロウド軽井沢（長野県・軽井沢市）
  • 年月日: 2017-01-26 – 2017-01-28
• [学会発表] 抜歯後の顎骨再生機構の解析を目的とした動物実験モデルの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 久本芽璃、木村俊介、岩田航、岩永敏彦、横山敦郎
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-11-30
• [学会発表] Osteoprotegerin regulates the differentiation of Peyer’s patch M cell. (2016)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Kimura, Mami Mutoh, and Toshihiko Iwanaga
  • 学会等名: 10th European Mucosal Immunology Group Meeting,
  • 発表場所: コペンハーゲン（デンマーク）
  • 年月日: 2016-10-19 – 2016-10-21
  • 国際学会
• [学会発表] RANKL regulates microfold cells in the pseudostratified epithelium lining the trachea of mouse (2016)
  • 著者名/発表者名: Mami Mutoh, Shunsuke Kimura, Hiromi Takahashi-Iwanaga, Toshihiko Iwanaga, and Junichiro Iida
  • 学会等名: The 49th Annual Scientific Congress, Korean Association of Orthodontists
  • 発表場所: ソウル市（韓国）
  • 年月日: 2016-10-07 – 2016-10-09
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular mechanisms of plasma membrane deformation by M-Sec during TNT formation (2016)
  • 著者名/発表者名: Shunsuke Kimura
  • 学会等名: GSK meeting Tunneling Nanotubes (TNTs): Cell-to-Cell Social Networking in Disease Conference
  • 発表場所: ペンシルバニア（アメリカ）
  • 年月日: 2016-09-22 – 2016-09-23
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Receptor activator of NFκB ligand (RANKL)によるマウス気管・気管支上皮からのM細胞分化誘導 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武藤 麻未、木村 俊介、岩永 敏彦、飯田 順一郎
  • 学会等名: 第58回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-08-24 – 2016-08-26
• [学会発表] Osteoprotegerinによる腸管上皮M細胞の分化抑制機構とその意義 (2016)
  • 著者名/発表者名: 木村俊介、武藤麻未、岩永敏彦
  • 学会等名: 第58回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-08-24 – 2016-08-24
• [備考] 離れた細胞間の物質輸送やシグナル伝達を担う 脂質膜ナノチューブの形成を誘導する仕組み
  • URL: https://www.hokudai.ac.jp/news/160914_nanotube_pr.pdf