| 研究課題/領域番号 |
18K15187
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
奥村 龍 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (00793449)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 糖転移酵素 / 腸内細菌 / 腸管粘膜バリア |
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| 研究実績の概要 |
平成30年度に小腸上皮で腸内細菌により発現が亢進し、さらに大腸上皮では恒常的に高発現していることが明らかとなったB3galt5とB3gnt7の二つの糖転移酵素に着目し、それらの腸管における機能を解析するために両遺伝子の欠損マウスをCRISPR/Cas9システムを用いて作製した。
B3galt5はSialyl-Lewis aといわれる糖鎖抗原の生合成に関与する。また一方で大腸ムチンは、Sialyl-Lewis aにさらにsialic acidが付加されたDisialyl-Lewis aが付加されていることが報告されており、B3galt5は大腸ムチンのDisialyl-lewis aの付加に関与していると考えられた。そこで野生型マウスとB3galt5欠損マウスの大腸組織をDisialyl-Lewis a抗体で染色したところ、野生型マウスでムチン中に認められるDisialyl-Lewis aが、B3galt5欠損マウスでは認められず、B3galt5は大腸ムチンのDisialyl-Lewis a付加に必須であることが明らかとなった。さらにB3galt5欠損マウスに大腸炎を誘導すると、野生型マウスと比べて激しい腸炎症状を呈し、この結果よりB3galt5を介してムチンに付加されるDisialyl-Lewis aが腸管恒常性維持に寄与していることが示唆された。
一方で、B3gnt7はケラタン硫酸の生合成に関与することが報告されている。野生型マウスとB3gnt7欠損マウスから単離した腸管上皮細胞をケラタン硫酸抗体で染色し、フローサイトメトリーで解析したところ、野生型マウスでは上皮マーカーであるEpCAM陽性細胞の約0.3％程度にケラタン硫酸が発現する一方で、B3gnt7欠損マウスではその集団が認められず、B3gnt7は腸管上皮細胞のケラタン硫酸生合成に必須であることが明らかとなった。
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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
本年度までの研究で、小腸で腸内細菌によって誘導され、大腸で恒常的に高発現するB3galt5、B3gnt7の二つの糖転移酵素を同定し、それらの欠損マウスを作製し、両糖転移酵素の大腸における糖鎖付加機能を明らかにしてきた。さらにB3galt欠損マウスにおいては、デキストラン硫酸ナトリウムで誘導される大腸炎が重症化すること、さらに他施設の炎症性腸疾患（IBD）のエキソーム解析でヒトB3GALT5遺伝子のエキソン内にIBD発症に関連するアミノ酸置換を伴う一塩基多型が認められていることから、B3galt5によってムチンに付加されるDisialyl-Lewis aが腸管恒常性維持に寄与し、その機能欠損が炎症性腸疾患の病態に関与することが示唆される。
以上の結果より、本研究はおおむね順調に進展していると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
ここまでB3galt5欠損マウスで大腸ムチンのDisialyl-Lewis a付加が失われ、それにより腸管炎症に対する感受性が亢進することを明らかにしてきたが、その詳細なメカニズムは不明である。今後そのメカニズムを明らかにするために、B3galt5欠損マウスにおける大腸粘液層の評価、16ＳリボゾームRNA遺伝子のシークエンシングによる腸内細菌叢解析、ショットガンメタゲノム解析による腸内細菌の機能的評価、腸管免疫細胞の評価を行っていく予定である。
またB3gnt7に関しては、一部の腸管上皮細胞の細胞表面でケラタン硫酸が発現しており、B3gnt7欠損マウスでそのケラタン硫酸が欠失していることを見出したが、そのケラタン硫酸の腸管での機能は不明である。今後ケラタン硫酸を発現している腸管上皮細胞を同定するとともに、B3gnt7欠損マウスの表現型解析を進めていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ヒト腸管上皮細胞解析に計画変更が生じたため74,760円の繰越金が生じた。翌年度分として請求した助成金と合わせて、B3galt5欠損マウス、B3gnt7欠損マウスの解析費用として充てることを計画している。
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