| 研究課題/領域番号 |
16K18702
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
田中 沙智 信州大学, 学術研究院農学系, 助教 (90633032)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 食事制限 / 炎症性腸疾患 |
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| 研究実績の概要 |
今日の日本は「飽食の時代」と言われるほど食が豊かで栄養状態も良くなり、世界一の長寿国になった。その反面、カロリーの過剰摂取や食生活の乱れなどにより、生活習慣病は増加の一途を辿っている。そのため、適切に摂取カロリーをコントロールして、栄養バランスの取れた食事をすることが、健康な生活を営む上で重要である。本研究は、カロリー制限下で大腸炎を引き起こし、その病態の解析と改善のメカニズムを明らかにすることを目的としている。
平成28年度においては、食事制限（40%カロリーカット）をさせたマウスにデキストラン硫酸ナトリウムを飲水させることにより大腸炎を誘発し、大腸炎の病態について解析を行った。その結果、食事制限をさせたマウスは通常飼料を摂取させたマウスに比べて、体重の減少が軽減しており、大腸の外観および長さにおいても、大腸炎が軽減していることが観察された。また、大腸組織におけるサイトカインやケモカインの発現を調べた結果、食事制限によりそれらの遺伝子発現が低下したことから、食事制限は炎症を抑制することで大腸炎を軽減することが示唆された。
炎症性腸疾患は年々増加しているが、根本的な治療法が確立されていない。そのため、食事制限により症状を改善することができれば、薬に頼ることのない新たな予防・治療法として有効である。また、食事制限で大腸炎を改善するメカニズムについてマウスならびにヒトでも証明できれば、ヒトの健康維持に貢献すると考えられる。
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| 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
平成28年度において、食事制限による大腸炎の軽減効果を確かめることが最も重要な課題であった。そのため、まずはマウスを用いた大腸炎モデルの確立を目指した。マウスに3%デキストラン硫酸ナトリウム（DSS）を7日間飲水させ、マウスの体重の変化を解析したところ、DSS飲水後5日目から体重が減少し、血便などの大腸炎特有の症状を確認することができた。また、DSS飲水後14日目にマウスの解剖を行い、大腸組織を観察した結果、大腸が委縮し、大腸内部に血便が確認できたため、マウスの大腸炎モデルを確立できたと判断した。
次に、マウスを2群に分けて、一方には通常飼料を、もう一方には40%カロリーカットの飼料をマウスに摂取させ、摂取開始から14日後に、3%（w/v）DSSを7日間自由飲水させ急性大腸炎を誘導した。その結果、通常飼料を摂取させたマウスに比べ食事制限をさせたマウスで大腸の炎症が抑えられていることを確認した。また、大腸の長さを測定した結果、通常飼料摂取群に比べ食事制限群のマウスで有意に高値を示した。さらに、マウスから摘出した大腸を4 % パラホルムアルデヒドで固定した後、H&E染色標本を作製し、光学顕微鏡で観察したところ、食事制限によって大腸炎による杯細胞の消失や炎症性細胞および好中球の浸潤などが減少しており、大腸炎が軽減していることが示された。加えて、食事制限により、大腸での炎症性サイトカインおよびケモカイン発現が有意に低下することが示された。
以上のことから、平成28年度において当初予定されていた実験が遂行され、予想された結果が得られている。実験により食事制限により大腸炎の軽減効果が証明され、概ね順調に進んでいると判断できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
食事制限で病態改善に関与する免疫担当細胞（M2マクロファージ、制御性T細胞など）を同定する。さらに、病態改善に関わるサイトカイン（IL-10、TGF-βなど）、あるいは病態悪化に関与するサイトカイン（TNF-α、IL-6、IL-1βなど）の産生パターンを明らかにする。
また、病態改善に寄与する細胞やサイトカインの役割をマウスの個体レベルで明らかにするため、マクロファージを除去するクロドロネートや制御性T細胞の除去抗体、あるいはサイトカイン（IL-10、TGF-βなど）に対する中和抗体をマウスに投与し、食事制限による病態改善が見られなくなることを確認する。
さらに、食事制限で特異的に発現が誘導され、サイトカイン産生の抑制に関与する新規制御因子を同定するために、食事制限下で病態が改善したマウスより免疫細胞を単離し、遺伝子発現解析を行う。食事制限のマウスにおいて、最も発現増加が見られた遺伝子を候補として選抜し、通常のマウスを用いてDSS誘導性大腸炎を発症させ、選抜された制御因子に対するアゴニスト、あるいはアンタゴニストを投与し、大腸炎の病態が改善あるいは増悪するか検証する。
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