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2018 年度 実施状況報告書

粘膜バリア障害誘導による有鞭毛菌を主体とした潰瘍性大腸炎発症メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06019
研究機関信州大学

研究代表者

山中 仁木  信州大学, 学術研究院総合人間科学系, 准教授 (30533921)

研究分担者 増山 律子  立命館大学, 食マネジメント学部, 教授 (60297596)
大沢 一貴  長崎大学, 先導生命科学研究支援センター, 教授 (90244756)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードヘリコバクター属菌 / 大腸粘膜 / 腸内細菌叢 / 粘膜バリア / ゲノム配列
研究実績の概要

我々がマウスから分離培養したHelicobacter japonicus Mu-ngs1株は、免疫不全系統であるSCIDマウスで大腸粘膜の強い炎症を誘導し、免疫正常のBALB/cでも感染初期で大腸、特に盲腸粘膜において各種サイトカイン発現が亢進し炎症を誘導することが分かった。しかし、BALB/cマウスではその後感染長期になると特異抗体の産生が有意に高まりサイトカイン発現は収束するが菌の感染は持続していた。
まず、Mu-ngs1株の持続感染メカニズムについて検討し、盲腸粘膜において粘液成分MUC2および有鞭毛細菌に抗菌効果を示すと考えられている抗菌ペプチドLYPD8の発現がそれぞれ低下しており、H. japonicusは感染後盲腸において生息し易い環境を作り出していることが考えられた。また、その他の抗菌ペプチドでは、βdefensin14およびReg3γの発現はMu-ngs1株感染後に高まっており、同菌感染による炎症誘導は腸内細菌相の変調による可能性が考えられた。そこで現在、胃内投与により感染マウスを作出しており、感染後初期および長期における腸内細菌叢の変化について解析を実施する予定である。
また、現在共同研究により全ゲノム配列の解析を進めており、MUC2やLYPD8の発現を制御する細菌成分について明らかにするため、その情報を基に候補因子を絞り込み腸上皮系培養細胞あるいは大腸オルガノイドにより検証する予定である。腸上皮系培養細胞では抗菌ペプチド発現が反映されないことが考えられ、現在生体反応に限りなく近い大腸オルガノイド作成法について準備検討段階にある。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本科研費採択直前の2017年12月に現所属に異動することとなり、現所属における研究環境の整備に手間取りやむを得ず本研究遂行に遅れが生じている。現在は、感染マウス飼育、菌の培養および細胞培養やオルガノイド作成のための環境の整備はほぼ完了している。
また、Mu-ngs1株は胃内投与による経口感染により感染マウスを作出するが、マウスへの実験感染は容易に成立しないことも遅れている理由の一つである。

今後の研究の推進方策

2019年度では、現在経口投与によるH. japonicus Mu-ngs1感染マウスを作出しており、腸内細菌叢の変化について非感染マウスと比較解析し、炎症誘導メカニズムの1つの可能性である細菌叢の変調の有無について明らかにする。
次に、2018年度より共同研究により実施しているMu-ngs1株の全ゲノム配列について解析を進め、この情報を基にMUC2や抗菌ペプチド発現に影響する因子について候補を絞り込む予定である。
更に、限りなく生体における反応を反映するin vitroモデルになる大腸オルガノイドについて、当研究室における作成法を確立し、上記の影響因子について検証に応用できるようにする。

次年度使用額が生じた理由

本科研費採択直前の2017年12月に現所属に異動することとなり、現所属における研究環境の整備に手間取り遂行にやや遅れが生じた。また、本研究で用いるH. japonicus Mu-ngs1株のマウスへの経口感染が容易に成立しないことも遅れている理由の一つで、これらのことから昨年度の予算執行にも遅れが生じた。
今年度に予定している感染および非感染マウスにおける腸内細菌叢の比較解析に今年度繰越金を充てる。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Antimicrobial resistance profiles of vancomycin-resistant Enterococcus species isolated from laboratory mice2019

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka H, Kadomatsu R, Takagi T, Ohsawa M, Yamamoto N, Kubo N, Takemoto T, Ohsawa K
    • 雑誌名

      Journal of Veterinary Science

      巻: 20 ページ: e13

    • DOI

      10.4142/jvs.2019.20.e13.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phosphate-dependent luminal ATP metabolism regulates transcellular calcium transport in intestinal epithelial cells2018

    • 著者名/発表者名
      Uekawa A#, Yamanaka H#, Lieben L, Kimira Y, Uehara M, Yamamoto Y, Kato S, Ito K, Carmeliet G, Masuyama R# (#equally contribution)
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 32 ページ: 1903-1915

    • DOI

      10.1096/fj.201700631R.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ヘリコバクター属菌感染による生体への影響とは2018

    • 著者名/発表者名
      山中仁木
    • 学会等名
      日本実験動物医学会シンポジウム(第65回日本実験動物学会総会)
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞外液リン量に応答するATP依存性カルシウム吸収機構の検討2018

    • 著者名/発表者名
      山中 仁木, 増山 律子
    • 学会等名
      第36回日本骨代謝学会学術集会
  • [学会発表] ビタミンD応答性ATP代謝による腸上皮粘膜免疫制御2018

    • 著者名/発表者名
      山中 仁木, 増山 律子
    • 学会等名
      第4回Neo Vitamin D Workshop学術集会

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公開日: 2019-12-27  

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