消化管の階層的粘膜支持連関システムによる粘膜防御機構の解明

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H05280
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 清野 宏 東京大学, 医科学研究所, 特任教授 (10271032)
• 研究分担者: 倉島 洋介 千葉大学, 大学院医学研究院, 准教授 (30729372)
• 研究期間 (年度): 2018-06-11 – 2023-03-31
• キーワード: 粘膜免疫 / 膵臓 / パネート細胞 / 間葉系細胞 / 陰窩 / 抗菌ペプチド / 炎症性腸疾患 / 腸間膜脂肪

研究実績の概要

本研究は、腸管粘膜での炎症疾患およびその合併症の病態形成機構の解明を目的としており、3つの研究小課題を設けて研究を進めている。研究開始初年度では、3つの研究小課題のうち、①「粘膜―間葉系連関」②「腸－膵連関」の2つの研究項目に進捗があったため、下記にその概要を記す。
① 「粘膜―間葉系連関」
腸管陰窩の幹細胞ニッチの維持には、パネート細胞と間葉系細胞から産生されるWnt関連分子が重要である。小腸においてはパネート細胞が責任細胞として働き、一方で大腸においては陰窩もしくは辺縁部に局在する間葉系細胞がその働きを担う。本年度は、腸管の各部位（十二指腸、空腸、回腸）からパネート細胞を単離し、幹細胞ニッチに関わる遺伝子群並びに抗菌ペプチドの発現についての網羅的な解析を行った。その結果、パネート細胞には、Wnt等のサイトカイン産生能を保持した細胞集団と、ディフェンシン等の抗菌ペプチド産生能が高い集団に分けられることが示された。
②「腸－膵連関」研究では、粘膜保護臓器としての膵臓という視点で解析を進めており、本年度は、膵臓特異的Creマウスの導入と膵臓腺房細胞の培養系の確立を行った。既報では、腸管上皮のマーカー遺伝子である「Villin１」が膵臓腺房細胞に発現しているとされていた。そこで、Villin1-Cre・Rosa-tdTomatoマウスを作出した。しかしながら、既報とは異なり膵臓にvillin1のシグナルは検出されなかったため、腺房細胞の解析には用いられないことが示された。そこで、新たにPtf1aコンディショナルマウスを導入し、解析を行ったところ、腺房細胞特異的であることが確認された。同時に、当該マウスを用いて腺房細胞の培養系の精度を確認した。今後膵臓腺房細胞特異的マウスを用いてin vivo、ex vivoの実験系を駆使し膵臓由来の粘膜保護因子分泌機序についての解析を進める。

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

本年度の研究から、パネート細胞には、Wnt等のサイトカイン産生能に特化した細胞集団と、ディフェンシン等の抗菌ペプチド産生能が高い細胞集団に分けられることが示された。これまでサブセットや機能的分類をされてこなかったパネート細胞に、上記のような亜群の存在が示唆されたことは非常に画期的な発見であり、次年度以降の更なる発展が期待できる。また、膵臓腺房細胞コンディショナルマウスの導入並びに解析系が樹立しており、本研究課題の遂行に必要な解析手法は確立済である。

今後の研究の推進方策

本研究課題では、①「腸－膵連関」、②「粘膜―間葉系連関」、③「粘膜－筋層連関」の３つの項目について解析を進め、それぞれの研究項目で作製予定である連関システムの破綻モデル動物の融合を試みている。「研究実績の概要」項目で述べたとおり、網羅的遺伝子解析ならびにコンディショナルマウスの導入が当初の予定通り進んでおり、得られたデータをもとに、新規性の高い、独自のモデルマウスの構築が期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] New trends in mucosal immunology and allergy. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kiyono, H. Izuhara, K.
  • 雑誌名: Allergol Int. 巻: 68.1 ページ: 1-3
  • DOI: 10.1016/j.alit.2018.12.002.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dietary coconut oil ameliorates skin contact hypersensitivity through mead acid production in mice. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tiwari, P., Nagatake, T., Hirata, S.I., Sawane, K, Saika, A., Shibata, Y., Morimoto, S., Honda, T., Adachi, J., Abe, Y., Isoyama, J., Tomonaga, T., Kiyono, H., Kabashima, K. Kunisawa, J.
  • 雑誌名: Allergy 巻: Epub ahead of print ページ: －
  • DOI: 10.1111/all.13762.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct Roles for Peyer's Patch B Cells for Induction of Antigen-specific IgA Antibody Responses in Mice Administered Oral Recombinant Salmonella. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hashizume-Takizawa, T., Shibata, N., Kurashima, Y., Kiyono, H., Kurita-Ochiai, T. Fujihashi, K.
  • 雑誌名: Int Immunol 巻: Epub ahead of print ページ: －
  • DOI: 10.1093/intimm/dxz029.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A comprehensive understanding of the gut mucosal immune system in allergic inflammation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tokuhara, D., Kurashima, Y., Kamioka, M., Nakayama, T., Ernst, P. Kiyono, H.
  • 雑誌名: Allergol Int. 巻: 68.1 ページ: 17-25
  • DOI: 10.1016/j.alit.2018.09.004.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Current status and future directions of study on glycosylation for gut microbiota and the mucosal immune network. (2019)
  • 著者名/発表者名: Goto, Y., Kiyono, H.
  • 雑誌名: Glycoscience: Basic Science to Applications - Insights from the Japan Consortium. 巻: Mar2019 ページ: 92-94
  • DOI: NA
• [雑誌論文] Development of immune and microbial environments is independently regulated in the mammary gland. (2018)
  • 著者名/発表者名: Niimi, K., Usami, K., Fujita, Y., Abe, M., Furukawa, M., Suyama, Y., Sakai, Y., Kamioka, M., Shibata, N., Park, EJ., Sato, S., Kiyono, H., Yoneyama, H., Kitazawa, H., Watanabe, K., Nochi, T., Aso, H.
  • 雑誌名: Mucosal Immunol 巻: 11.3 ページ: 643-653
  • DOI: 10.1038/mi.2017.90.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lymphoid tissue-resident Alcaligenes LPS induces IgA production without excessive inflammatory responses via weak TLR4 agonist activity (2018)
  • 著者名/発表者名: Shibata, N., Kunisawa, J., Hosomi, K., Fujimoto, Y., Mizote, K., Kitayama, N., Shimoyama, A., Mimuro, H., Sato, S., Kishishita, N., Ishii, KJ., Fukase, K., Kiyono, H.
  • 雑誌名: Mucosal Immunol 巻: 11.3 ページ: 693-702
  • DOI: 10.1038/mi.2017.103.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Human norovirus propagation in human induced pluripotent stem cell-derived intestinal epithelial cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sato, S., Hisaie, K., Kurokawa, S., Suzuki, A., Sakon, N., Uchida, Y., Yuki, Y., Kiyono, H.
  • 雑誌名: Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 巻: S2352-345X.18 ページ: 164-4
  • DOI: 10.1016/j.jcmgh.2018.11.001.
  • 査読あり
• [雑誌論文] The 17,18-epoxyeicosatetraenoic acid-G protein-coupled receptor 40 axis ameliorates contact hypersensitivity by inhibiting neutrophil mobility in mice and cynomolgus macaques by inhibiting neutrophil mobility in mice and cynomolgus macaques. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nagatake, T., Shiogama, Y., Inoue, A., Kikuta, J., Honda, T., Tiwari, P., Kishi, T., Yanagisawa, A., Isobe, Y., Matsumoto, N., Shimojou, M., Morimoto, S., Suzuki, H., Hirata, S., Steneberg, P., Edlund, H., Aoki, J., Arita, M., Kiyono, H., Yasutomi, Y., Ishii, M., Kabashima, K. Kunisawa, J.
  • 雑誌名: J Allergy Clin Immunol. 巻: 142.2 ページ: 470-484
  • DOI: 10.1016/j.jaci.2017.09.053.
  • 査読あり
• [雑誌論文] ATP as a pathophysiologic mediator of bacteria-host crosstalk in the gastrointestinal tract. (2018)
  • 著者名/発表者名: Inami, A., Kiyono, H., Kurashima, Y.
  • 雑誌名: Int J Mol Sci. 巻: 19.8 ページ: 2371
  • DOI: 10.3390/ijms19082371.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 共生と排除を司る粘膜マスト細胞 (2018)
  • 著者名/発表者名: 倉島洋介
  • 雑誌名: 腸内細菌学雑誌 巻: 32 ページ: 159-166
  • DOI: NA
• [学会発表] Orally-desensitized mast cells acquired regulatory characteristics for the control of allergy (2019)
  • 著者名/発表者名: Kurashima, Y.
  • 学会等名: 3rd Annual Symposium for the Center for Mucosal Immunology, Allergy and Vaccine Development
  • 国際学会
• [学会発表] The Mucosal Immune System for Symbiosis, Elimination and Vaccine (2019)
  • 著者名/発表者名: Kiyono, H.
  • 学会等名: Interdisciplinary Seminar on Mucosal Immunology at Tohoku University.
• [学会発表] Mesenchymal-myeloid cell interactions in microenvironment for novel fibrogenic machinery in tissue fibrosis (2019)
  • 著者名/発表者名: Kurashima, Y., Murasaki, S., Morimoto, M., Shimizu, K., Kiyono, H.
  • 学会等名: 第3回千葉大学グローバルプロミネント研究基幹シンポジウム
• [学会発表] Gut-multi Ecosystem for Immunity, Inflammation and Vaccine (2018)
  • 著者名/発表者名: Kiyono, H.
  • 学会等名: UCSD Gastroenterology Tuesday Morning Conference, San Diego, CA, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Metagenome Analysis; Great Impact on the Next-Generation Surveillance System for Diarrheal and HIV Diseases (2018)
  • 著者名/発表者名: Kiyono, H.
  • 学会等名: Noguchi Hideyo Memorial Museum, Symposium on Infectious Disease and Immunity,
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mucosal Equilibrium of Immunity and Symbiosis: From Basic to Vaccine Development (2018)
  • 著者名/発表者名: Kiyono, H.
  • 学会等名: University of Florida, Florida, USA
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mucosal Multi-Ecological Loop of Intra- and Extra-Tissue Commensal Microbiota, Epithelial Cells and Immune Cells for Gut Homeostasis and InflammationMucosal Multi-Ecological Loop of Intra- and Extra-Tissue Commensal Microbiota, Epithelial Cells and Immune Cells for Gut Homeostasis and Inflammation (2018)
  • 著者名/発表者名: Kiyono, H.
  • 学会等名: TOLLerant final event "Microbiota/host dialogue, the molecular language”
  • 招待講演
• [学会発表] “Mucosal Immunology: Mucosal Homeostasis, Development of Novel Oral Vaccines for Global Health (2018)
  • 著者名/発表者名: Kiyono, H.
  • 学会等名: CU-UCSD cMAV Symposium 2019, San Diego, USA
  • 招待講演
• [学会発表] Mucosal Multi-ecological System Creates Novel Strategy for the Prevention and Treatment of Diseases (2018)
  • 著者名/発表者名: Kiyono, H.
  • 学会等名: The 67th Annual Meeting of Japanese Society of Allergology
• [学会発表] The Mucosal Immune System for Symbiosis, Elimination and Vaccine (2018)
  • 著者名/発表者名: Kiyono, H.
  • 学会等名: Japanese Society of Immunology’s Immunology Summer School
• [学会発表] Intestine as a Super Immunological Organ (2018)
  • 著者名/発表者名: Kiyono, H.
  • 学会等名: Intercompany Seminar of Asahi Kogyosha Co., Ltd.
• [学会発表] Equilibrium of Immunity & Symbiosis: From Basic to Vaccine Development (2018)
  • 著者名/発表者名: Kiyono, H.
  • 学会等名: Max Plank Institute for Infection Biology Alumni Meeting
• [学会発表] Mucosal tissue axis for the induction and regulation of immunity, inflammation and symbiosis (2018)
  • 著者名/発表者名: Kiyono, H.
  • 学会等名: Japan-German Immunology Workshop,
• [学会発表] 小腸パイエル板組織内共生細菌アルカリゲネスの免疫機能とアジュバント応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 柴田納央子、細見晃司、下山敦史、王韻茹、吉井健、深瀬浩一、清野宏、國澤純
  • 学会等名: 第15回日本小児消化管感染症研究会
• [学会発表] 共生と排除を司る粘膜マスト細胞の研究/Elucidation of the function of mucosal mast cells for symbiosis and elimination (2018)
  • 著者名/発表者名: 倉島洋介
  • 学会等名: 第22回腸内細菌学会 受賞講演
  • 招待講演
• [学会発表] 間葉系細胞による免疫末梢教育/Mesenchymal-myeloid cell interactions in renal microenvironment for novel fibrogenic machinery in kidney fibrosis (2018)
  • 著者名/発表者名: 倉島洋介
  • 学会等名: 第42回日本リンパ学会
• [学会発表] Mesenchymal cell-mediated local inflammatory loop in intestinal inflammation (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurashima, Y.
  • 学会等名: 2nd Korea-Japan Joint Meeting on Mucosal Immunology
• [学会発表] Bringing mast cells over to our side to overcome allergy” (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurashima, Y.
  • 学会等名: 第67回日本アレルギー学会学術大会 シンポジウム18
  • 招待講演
• [学会発表] 腸管粘膜・皮膚などにおける上皮－間葉－神経系ネットワークによる末梢免疫教育機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 倉島洋介
  • 学会等名: アステラス製薬招待講演
• [学会発表] Synthesis and function of symbiotic bacterial lipopolysaccharide partial structures. (2018)
  • 著者名/発表者名: Shimoyama, A., Mizote, K., Uto, T., Shibata, N., Lorenzo, F.D., Molinaro, A., Fujimoto, Y., Kunisawa, J., Kiyono, H., Fukase, K.,
  • 学会等名: 5th Asian Chemical Biology Conference (Oral)
  • 国際学会
• [学会発表] Synthesis and Function of Symbiotic Bacterial Lipopolysaccharide Partial Structures, (2018)
  • 著者名/発表者名: Shimoyama, A., Mizote, K., Uto, T., Shibata, N., Lorenzo F.D., Molinaro, A., Kunisawa, J., Kiyono, H., Fujimoto, Y., Fukase, K.
  • 学会等名: Joint Meeting of the Society for Leukocyte Biology (SLB) & the International Endotoxin and Innate Immunity Society(IEIIS
  • 国際学会
• [学会発表] Synthesis and functions of symbiotic bacterial lipopolysaccharide partial structures. (2018)
  • 著者名/発表者名: Shimoyama, A., Mizote, K., Uto, T., Lorenzo, F.D., Shibata, N., Fujimoto, Y., Kunisawa, J., Kiyono, K.
  • 学会等名: MicrobiotaMi2018 Milano, Italy
• [学会発表] Synthesis and function of symbiotic bacterial lipopolysaccharide partial structures (2018)
  • 著者名/発表者名: Shimoyama, A., Mizote, K., Uto, T., Shibata, N., Lorenzo, F.D., Molinaro, A., Fujimoto, Y., Kunisawa, J., Kiyono, H., Fukase, K.
  • 学会等名: 5th Asian Chemical Biology Conference (Poster)
  • 国際学会
• [学会発表] Synthesis and immunological function of symbiotic bacterial lipopolysaccharide partial structures. (2018)
  • 著者名/発表者名: Shimoyama, A., Mizote, K., Uto, T., Lorenzo, F.D., Shibata, N., Fujimoto, Y., Kunisawa, J., Kiyono, H., Molinaro, A. Fukase, K.
  • 学会等名: The 14th International Kyoto Conference on New Aspects of Organic Chemistry (IKCOC14)
• [学会発表] CCL28-mediated chemotaxis for the recruitment of IgA-producing plasma cells into the mammary gland depends on the lactation-related but not bacterial stimulus (2018)
  • 著者名/発表者名: Nochi, T., Niimi, K., Usami, K., Furukawa, M., Sasaki, S., Kiyono, H., Watanabe, K. and Aso, H.
  • 学会等名: Mucosal Immunology Course & Symposium (MICS2018)
  • 国際学会
• [学会発表] 寄生・共生菌由来リポ多糖部分構造の合成と免疫調節機能の解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 下山敦史、溝手啓介、宇戸智哉、柴田納央子、Flaviana Di Lorenzo、Antonio Molinaro、國澤純、清野宏、藤本ゆかり、深瀬浩一、
  • 学会等名: 第37回日本糖質学会年会
• [学会発表] LPS from lymphoid tissue-resident Alcaligenes induces IgA without excessive inflammation via its weak TLR4 agonist activity (2018)
  • 著者名/発表者名: Shibata, N., Kunisawa, J., Hosomi, K., Fujimoto, Y., Mizote, K., Kitayama, N., Shimoyama, A., Ishii, K.J., Fukase, K. and Kiyono, H.
  • 学会等名: 第47回日本免疫学会
• [学会発表] 間葉系細胞による免疫恒常性維持機構 (2018)
  • 著者名/発表者名: 倉島洋介, 松村成一, 村崎さゆり, 清野宏
  • 学会等名: 第8回オルソオルガノジェネシス検討会
• [学会発表] Orally-desensitized mast cells acquired regulatory characteristics for the control of food allergy (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurashima, Y., Takasato, Y., Kiuchi, M., Hirahara, K., Murasaki, S., Kunisawa, J., Kubo, M., Uematsu, S., Nakayama, T., Kiyono, H.
  • 学会等名: 第47回日本免疫学会学術集会
• [図書] Handbook of Immunosenescence: Basic Understanding and Clinical Implications (2019)
  • 著者名/発表者名: Fujihashi, K., McGhee, J. R., and Kiyono, H.
  • 総ページ数: NA
  • 出版者: Springer Science
  • ISBN: NA
• [図書] Lymph Node Metastasis in Gastrointestinal Cancer (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagatake, T., Kunisawa, J., and Kiyono, H.
  • 総ページ数: NA
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 978-981-10-4699-5
• [図書] 免疫生物学（原書第9版）(翻訳) (2019)
  • 著者名/発表者名: 籠谷領二, 倉島洋介, 清野宏、
  • 総ページ数: NA
  • 出版者: 南江堂
  • ISBN: NA
• [図書] SMI textbook of Principles of Mucosal Immunology. 2nd Edition. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kiyono, H., Fujihashi, K., Mestecky, J.
  • 総ページ数: NA
  • 出版者: Garland Science, Taylor & Francis Group, LLC
  • ISBN: NA
• [図書] 腎臓内科・泌尿器科7 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本智久、 倉島洋介、 清野宏
  • 総ページ数: NA
  • 出版者: 科学評論社
  • ISBN: ISSN:2188-9147
• [図書] リンパ学41-2 (2018)
  • 著者名/発表者名: 切真里奈, 清野宏, 倉島洋介
  • 総ページ数: NA
  • 出版者: 日本リンパ学会
  • ISBN: NA