細胞外核酸の包括的解析による粘膜治癒機構の解明

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18KK0432
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 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): 2019 – 2022
• キーワード: 炎症性腸疾患 / 微小環境 / 細胞外核酸 / 糖ヌクレオチド / 平滑筋

研究実績の概要

炎症性腸疾患の治療においては、炎症のコントロールに加えて、腸管の「粘膜修復・再生」を促進する創薬が次世代治療に不可欠であると考えられる。本研究では、炎症の増悪化と修復に関わる細胞外因子として、我々がこれまで解析を進めてきた細胞外核酸に着目し進めている。
本研究では、消化管に発現するアデノシン3リン酸（ATP）等の「細胞外核酸」の受容体ならびにATPの代謝物であるアデノシンや、糖ヌクレオチドに対する受容体に着目し解析を進めている。本共同研究では細胞外核酸研究の第一人者であるカルフォルニア大学サンディエゴ校（UCSD）のPeter Ernst教授と共に、Ernstグループが所有している核酸代謝酵素・受容体欠損マウスを駆使し、細胞外核酸を介した粘膜修復機序の解明を目指している。
我々は、糖ヌクレオチド受容体が腸管においては非血球系細胞に高発現していることを見出しており、新たに糖ヌクレオチドシグナルによる細胞刺激がもたらす発現遺伝子の変動について解析を進めた。その結果、炎症細胞のリクルートに関わる様々なケモカイン、サイトカインの発現の増加が糖ヌクレオチドで刺激した細胞で見られ、糖ヌクレオチドが炎症増悪に関与している可能性が示された。

また、糖ヌクレオチドに対する受容体欠損マウスを用いた解析から、欠損マウスでは炎症時に消化管運動が損なわれている可能性が示されている。今後、欠損マウスを用いた解析を継続し、細胞外糖ヌクレオチドシグナルおよび核酸による腸管の動的質的制御機構の詳細について解析を進める予定である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

本研究課題では、細胞外核酸に対する各種受容体を欠損したマウスの解析を進める予定である。解析を進める予定である実験動物（欠損マウス）については、当初EMMA社から購入を進めたが、購入手続きが停滞し、Donald N. Cook 博士（Senior Investigator, Immunity, Inflammation and Disease Laboratory, National Institute of Environmental Health Sciences, National Institutes of Health）との共同研究契約を新たに締結し、昨年度にコロニー形成、マウスを用いた解析を進めた。しかしながら、COVID-19による新興感染症により実験動物の最小匹数での維持と動物施設、培養室への入室が未だ制限されており、一部解析が停滞している。

今後の研究の推進方策

COVID-19のパンデミックによる渡航制限に加え、UCSDでは毎週のCOVID-19の検査に加え、現在も施設入室の制限や培養室の利用制限が解除されておらず研究の更なる遅延が想定される。
今後、各種遺伝子改変マウスの繁殖を進め、得られた個体については順次解析を進める予定であるが、一部計画を変更しin vivo解析からin vitro解析を中心とした解析を進めようと計画をしている。
また、昨年に引き続き複数の核酸が同時に作用した際のポジティブ・ネガティブフィードバックについても解析を進める予定である。
研究の継続のためJ-1ビザ（3回目）の更新手続きについても進めていく。

研究成果

• [雑誌論文] Pancreatic glycoprotein 2 is a first line of defense for mucosal protection in intestinal inflammation (2021)
  • 著者名/発表者名: Kurashima Y., Kigoshi T., Murasaki S., Arai F., Shimada K., Natsumi Seki N., Kim Y.G., Hase K., Ohno H., Kawano K., Ashida H., Suzuki T., Morimoto M., Saito Y., Sasou A., Goda Y., Yuki Y., Inagaki Y., Iijima H., Suda W., Hattori M., Kiyono H.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 ページ: 1067
  • DOI: 10.1038/s41467-021-21277-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Orally desensitized mast cells form a regulatory network with Treg cells for the control of food allergy (2020)
  • 著者名/発表者名: Takasato Y., Kurashima Y., Kiuchi M., Kiyoshi Hirahara K., Murasaki S., Arai F., Nakamura M., Fujisawa K., Kunisawa J., Kubo M., Takemura N., Uematsu S., Akira S., Takahashi T., Nakayama T., Kiyono H.
  • 雑誌名: Mucosal Immunology 巻: － ページ: －
  • DOI: 10.1038/s41385-020-00358-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Stratified layer analysis reveals intrinsic leptin stimulates cryptal mesenchymal cells for controlling mucosal inflammation (2020)
  • 著者名/発表者名: Matsumura S., Kurashima Y., Murasaki S., Morimoto M., Arai F., Saito Y., Katayama N., Kim D., Inagaki Y., Kudo T., Ernst P., Shimizu T., Kiyono H
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: 18351
  • DOI: 10.1038/s41598-020-75186-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Pancreatic-Gut Axis for the Mucosal Protection (2021)
  • 著者名/発表者名: 倉島 洋介
  • 学会等名: Joint Seminar of ‘Chiba University Tenure Track Seminar Program and International Research and Development Center for Mucosal Vaccines (IMSUT) Vaccine Center Seimnar’
  • 招待講演
• [学会発表] 腸内細菌の制御を担う新たな「膵臓」の役割 (2020)
  • 著者名/発表者名: 倉島 洋介、清野 宏
  • 学会等名: 第24回腸内細菌学会
  • 招待講演