炎症性消化管疾患における Reg 蛋白の消化管粘膜防御機序に関する研究

2018 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K09363
• 研究機関: 兵庫医科大学
• 研究代表者: 福井 広一 兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (60378742)
• 研究分担者: 三輪 洋人 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (80190833) ; 渡 二郎 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (10311531) [辞退] ; 大島 忠之 兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (00381814)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 遺伝子 / 臨床 / 感染症 / 免疫学 / 再生医学

研究実績の概要

我々は以前，Reg 蛋白が様々な炎症性消化管疾患で共通して強発現すること、さらには、様々な刺激による消化管の粘膜傷害に対して粘膜保護作用を示す可能性を示した。その作用機序のひとつとして、Reg 遺伝子が粘膜バリア機能に重要なタイト結合蛋白の発現に誘導に関与することを明らかにし、加えて実際 Reg 蛋白が転写因子 Sp1 のリン酸化を促進して claudin 蛋白の発現を誘導することを明らかにした。
ところで近年、Reg 蛋白の消化管粘膜防御作用機序として、その抗菌作用が役割を果たしているとすることが注目され始めている。そこで本年度は、腸内細菌と Reg 蛋白発現の関連とReg 蛋白の免疫担当細胞に対する作用を解明するため、germ free マウスに SPF マウスの糞便移植を行ったモデル、SPF マウスに抗菌薬を投与して dysbiosis 状態を惹起したモデル、薬剤起因性腸炎治癒後のモデルを確立した。予備実験では、糞便移植を受けた germ free マウスで Reg 蛋白発現が増強すること、dysbiosis 状態の惹起によって Reg 蛋白発現の強度が変化する所見を得ている。この事実は、腸内細菌の存在または腸内細菌に関連した腸管免疫が Reg 蛋白の発現や機能に影響を及ぼす可能性を示唆すると考えられる。腸内細菌と Reg 蛋白の関連についてはさらに解析を進める予定であるが、本年度は、上記モデルの消化管にどのような生理的変化が生じているか基礎データの集積を行った。その結果、腸内細菌叢の変化に伴って、消化管運動や消化管組織における免疫担当細胞（特にマクロファージ）の分布、消化管内分泌細胞の動態に大きな変化が生じることが明らかになった。そこで本年度は、dysbiosis 環境において免疫担当細胞に及ぼす Reg 蛋白の役割に関しても解析を進めている。

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

腸内細菌と Reg 蛋白発現の関連とReg 蛋白の免疫担当細胞に対する作用を解明するための動物モデルを確立した。さらにそれらのモデルの基礎データを蓄積し、予備実験で、腸内細菌の存在または腸内細菌に関連した腸管免疫が Reg 蛋白の発現や機能に影響を及ぼす可能性を示唆する所見を得た。この点についてさらに解析を進めており、本研究は概ね当初の計画通りに進展していると考えられる。

今後の研究の推進方策

Germ free マウスに SPF マウスの糞便移植を行ったモデル、SPF マウスに抗菌薬を投与して dysbiosis 状態を惹起したモデル、薬剤起因性腸炎治癒後のモデルを用い、腸内細菌と Reg 蛋白発現の関連性とReg 蛋白の免疫担当細胞に対する作用の解明を進める予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Colonic M1 macrophage is associated with the prolongation of gastrointestinal motility and obesity in mice treated with vancomycin (2019)
  • 著者名/発表者名: Inoue Y, Fukui H, Xu X, Ran Y, Tomita T, Oshima T, Watari J, Miwa H.
  • 雑誌名: Mol Med Rep 巻: 19 ページ: 2591-2598
  • DOI: 10.3892/mmr.2019.9920.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Alteration of GLP-1/GPR43 expression and gastrointestinal motility in dysbiotic mice treated with vancomycin. (2019)
  • 著者名/発表者名: Xu X, Fukui H, Ran Y, Tomita T, Oshima T, Watari J, Miwa H.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 9 ページ: 4381
  • DOI: 10.1038/s41598-019-40978-9.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Role of gut microbiota-gut hormone axis in the pathophysiology of functional gastrointestinal disorders. (2018)
  • 著者名/発表者名: Fukui H, Xu X, Miwa H.
  • 雑誌名: J Neurogastroenterol Motil 巻: 24 ページ: 367-386
  • DOI: 10.5056/jnm18071.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effect of probiotic Bifidobacterium bifidum G9-1 on the relationship between gut microbiota profile and stress sensitivity in maternally separated rats (2018)
  • 著者名/発表者名: Fukui H, Oshima T, Tanaka Y, Oikawa Y, Makizaki Y, Ohno H, Tomita T, Watari J, Miwa H.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 8 ページ: 12384
  • DOI: 10.1038/s41598-018-30943-3.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association between gastrointestinal motility and macrophage/mast cell distribution in mice during the healing stage after DSS-induced colitis (2018)
  • 著者名/発表者名: Kodani M, Fukui H, Tomita T, Oshima T, Watari J, Miwa H.
  • 雑誌名: Mol Med Rep 巻: 17 ページ: 8167-8172
  • DOI: 10.3892/mmr.2018.8926.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Filaggrin and tight junction proteins are crucial for IL-13-mediated esophageal barrier dysfunction (2018)
  • 著者名/発表者名: Wu L, Oshima T, Li M, Tomita T, Fukui H, Watari J, Miwa H.
  • 雑誌名: Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 巻: 315 ページ: G341-G350
  • DOI: 10.1152/ajpgi.00404.2017.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Long-term effects of H. pylori eradication on epigenetic alterations related to gastric carcinogenesis (2018)
  • 著者名/発表者名: Michigami Y, Watari J, Ito C, Nakai K, Yamasaki T, Kondo T, Kono T, Tozawa K, Tomita T, Oshima T, Fukui H, Morimoto T, Das KM, Miwa H.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 8 ページ: 14369
  • DOI: 10.1038/s41598-018-32717-3.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Sex differences in associations among metabolic syndrome, obesity, related biomarkers, and colorectal adenomatous polyp risk in a Japanese population. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakai K, Watari J, Tozawa K, Tamura A, Hara K, Yamasaki T, Kondo T, Kono T, Tomita T, Ohda Y, Oshima T, Fukui H, Sakurai J, Kim Y, Hayakawa Y, Fujisawa T, Morimoto T, Miwa H.
  • 雑誌名: J Clin Biochem Nutr 巻: 63 ページ: 154-163
  • DOI: 10.3164/jcbn.18-11.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Magnitude and direction of the association between Clostridium difficile infection and proton pump inhibitors in adults and pediatric patients: a systematic review and meta-analysis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Oshima T, Wu L, Li M, Fukui H, Watari J, Miwa H.
  • 雑誌名: J Gastroenterol 巻: 53 ページ: 84-94
  • DOI: 10.1007/s00535-017-1369-3.
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Antibiotics treatment prolongs gastrointestinal transit time accompanied by increase of colonic GLP-1/GPR43 expression. (2018)
  • 著者名/発表者名: Inoue Y, Fukui H, Xu X, Kondo T, Kono T, Tozawa K, Ohda Y, Tomita T, Oshima T, Watari J, Miwa H.
  • 学会等名: Annual Meetings of the American Gastroenterology Association and American Association for the Study of Liver Disease at the Digestive Disease Week.
  • 国際学会
• [学会発表] Capsule endoscopic observation of small intestine in patients with familial adenomatous polyposis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kono T, Fukui H, Katsuyuki T, Tomita T, Oshima T, Watari J, Miwa H.
  • 学会等名: Asian Pacific Digestive Week
  • 国際学会
• [学会発表] Clinical outcome of patients after endoscopic resection for T1-stage colorectal cancer. (2018)
  • 著者名/発表者名: Eda H, Fukui H, Kono T, Kitayama Y, Nakamura K, Tamura A, Ogawa T, Yamasaki T, Kondo T, Tozawa K, Tomita T, Oshima T, Watari J, Miwa H.
  • 学会等名: Asian Pacific Digestive Week
  • 国際学会
• [学会発表] 母子分離ラットモデルにおける腸内細菌叢と消化管機能に関する検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 福井広一，大島忠之，三輪洋人.
  • 学会等名: 第104回日本消化器病学会総会