| 研究課題/領域番号 |
17K15734
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
高橋 大輔 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 助教 (40612130)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 酪酸 / 関節リウマチ / 濾胞制御性T細胞 / 腸内細菌 |
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| 研究実績の概要 |
これまで関節リウマチモデルマウスに、腸内細菌代謝物である酪酸を含有する餌を与えることで、大腸で濾胞制御性T細胞を増加させ、これが関節リウマチの発症を抑制していることが判明している。酪酸を与えることで、どのように濾胞制御性T細胞を増加させるかは不明であったが、そのメカニズムをマウスを用いて検証することは困難であった。そこで、2018年度までにin vitroの濾胞制御性T細胞培養システムを構築した。このシステムで培養した濾胞制御性T細胞と、マウス生体内で抗原の免疫後に誘導される濾胞制御性T細胞の遺伝子発現の網羅的比較解析を行った。その結果、in vitroのシステムで樹立した濾胞制御性T細胞は、マウス生体内で誘導される濾胞制御性T細胞と非常に良く似た遺伝子発現プロファイルを示した。in vitroの濾胞制御性T細胞培養システムは報告されておらず、世界で初めての成果と考えられる。これまで、濾胞制御性T細胞の研究は、マウス生体を用いた研究のみが可能であり、分化経路や機能の詳細を解析するには時間と労力がかかっていた。本研究で構築したin vitroの濾胞制御性T細胞培養システムを用いれば、濾胞制御性T細胞の分化経路や機能をより詳細に明らかにする上で非常に有用なツールとなると期待される。
さらに、関節リウマチモデルマウスにおける酪酸の発症抑制効果について、大腸の濾胞制御性T細胞の増加という観点以外からも検証を行った。その結果、酪酸には関節リウマチの関節炎局所での直接的な抗炎症効果は乏しいことが判明した。このことから、酪酸の関節リウマチ抑制効果は大腸の濾胞制御性T細胞の増加に大きく依存していると考えられる。大腸で起こる大濾胞制御性T細胞の増加が、離れた組織で関節炎を抑制するという知見は、将来的に大腸内環境への介入により関節リウマチの発症を制御するという可能性を提示するものである。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
これまで、関節リウマチモデルマウスに腸内細菌代謝物である酪酸を含有する餌を与えることで、関節リウマチの発症を抑制することを見出している。関節リウマチの発症には自己抗体の産生が重要な役割を担っており、自己抗体が産生されないマウスモデルでは、関節リウマチを発症しない。この自己抗体の産生を抑制する機能を持つのが濾胞制御性T細胞である。酪酸含有餌を与えたマウスでは大腸で濾胞制御性T細胞が増加することを見出している。
酪酸がどのように濾胞制御性T細胞を増加させるかは不明であったが、in vitroの濾胞制御性T細胞培養システムを構築し、これを用いることで、酪酸がT細胞に直接作用することで濾胞制御性T細胞へと分化誘導することを明らかにした。研究計画では、上述の研究内容を2018年度中に完了する予定であり、これまでのところ順調に推移している。
また、酪酸が濾胞制御性T細胞の分化を誘導する分子メカニズムの検証は、研究計画では2019年度に着手する予定であったが、若干前倒しをすることで2018年度の第4四半期から開始することが出来ている。
また、ヒトの糞便検体を用いた酪酸濃度の解析については、これまでサンプル数が不十分である懸念があったため、継続して検体の取集に努めた。この検体の解析はまだ行っていないが、2019年度の初旬に十分に解析を完了できると考える。
以上のことから、本研究計画は当初の計画以上に順調に推移していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
酪酸が濾胞制御性T細胞の分化を誘導する分子メカニズムの検証は、研究計画では2019年度に着手する予定であったが、若干前倒しをすることで2018年度の第4四半期から開始することが出来ている。2019年度は継続してこの研究課題の完了を目指す。さらに、関節リウマチモデルを用いた実験を継続して実施し、マウス生体内における濾胞制御性T細胞役割をより詳細に検証すると共に、酪酸によって分化誘導される濾胞制御性T細胞の遺伝子発現等を次世代シーケンサーによる解析により、詳細に検証する。また、ヒトの糞便検体を用いた酪酸濃度の解析については、これまでサンプル数が不十分である懸念があったため、2018年度まで継続して検体の取集に努めた。これらの検体を使用し、発症早期で未治療の関節リウマチの患者と健常者の糞便サンプルの酪酸産生菌と酪酸濃度を比較解析を行う予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究は計画以上に順調に推移している考えている。しかし、大きな費用がかかる動物実験と次世代シーケンサーを用いた遺伝子発現解析を行う計画の一部を次年度に先送りした為、その分の助成金をそれに合わせて持ち越すことにした。
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