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2021 年度 実績報告書

腸ー骨髄連関を介した免疫系の絶食応答の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H00509
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

長谷 耕二  慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (20359714)

研究分担者 河村 由紀  国立研究開発法人国立国際医療研究センター, その他部局等, 消化器病態生理研究室長 (10392391)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード腸ー骨髄連関 / パイエル板 / 腸管免疫
研究実績の概要

これまでに腸管免疫系の絶食応答を解析し、腸-骨髄連関という新たな免疫経路の存在を明らかにした。腸管免疫系の絶食応答は、免疫応答に伴うエネルギーコストを削減する上で重要であるとともに、胚中心細胞の消失による免疫記憶のリセットといった副次的作用をもたらす。しかし、その分子基盤や生理的意義など多くの課題が残されており、本研究申請での解決を目指す。今年度は以下の研究項目を実施した。
1. 経口寛容の誘導における栄養シグナルの重要性の検証
腸管では無害な食事抗原に対して免疫寛容を誘導する経口寛容と呼ばれる仕組みが存在
するが、興味深いことに、絶食時には経口寛容が誘導されないことが判明した。本知見より、経口寛容の誘導には栄養シグナルが必須であると考えられた。そのメカニズムを調べるために、抗原特異的Treg細胞の誘導に必要な栄養素の特定を試みた。すなわち、野生型マウスを一定期間絶食した後、OT-II Tgマウスより単離した卵白アルブミン(OVA)特異的ナイーブT細胞を移入する。その際に、タンパク質やグルコースといった特定の食品成分を経口摂取させた。その結果、特定の栄養素がOVA特異的Treg細胞の誘導に重要であることが判明した。
2. 骨髄におけるケモカイン発現調節メカニズムの解析
これまでに、絶食期にはパイエル板ではCXCL13の発現が減少するが、骨髄では逆に産生が高まるとの知見が得られている。CXCL13はB細胞の遊走に必須のケモカインであるが、骨髄での発現はこれまで知られていなかった。そこで、シングルセル解析技術を基盤としてパイエル板リンパ球の骨髄遊走機構を担う細胞および分子群の解析を実施した。その結果、骨組織に存在する特定の非免疫細胞サブセットが絶食時にのみCXCL13を高発現することを見出した。

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

当初の予定どおり、経口免疫寛容の誘導に重要な栄養素を特定した。さらに、骨髄におけるCXCL13産生細胞の同定にも成功した。

今後の研究の推進方策

引き続き、同定した栄養素がどのようなメカニズムで経口免疫寛容を誘導するのかを明らかにする。骨組織におけるケモカイン産生細胞の性状解析を実施し、CXCL13発現誘導メカニズムや生理的役割を解析する。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 8件)

  • [雑誌論文] Symbiotic polyamine metabolism regulates epithelial proliferation and macrophage differentiation in the colon.2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura A, Hase K. et al.
    • 雑誌名

      Nat Commun.

      巻: 12 ページ: 2105

    • DOI

      10.1038/s41467-021-22212-1.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gut microbiota, determined by dietary nutrients, drive modification of the plasma lipid profile and insulin resistance.2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Y, Hase K, Tobe K et al.
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 24 ページ: 102445

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102445

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Partners in Leaky Gut syndrome: intestinal dysbiosis and autoimmunity.2021

    • 著者名/発表者名
      Kinashi Y and Hase K
    • 雑誌名

      Front Immunol

      巻: 12 ページ: 673708

    • DOI

      10.3389/fimmu.2021.673708

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Retinoid X Receptor agonist directed to the large intestine ameliorates T-cell-mediated colitis in mce.2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto R, Hase K et al.
    • 雑誌名

      Front Pharmacol. 2021, 12:

      巻: 12 ページ: 715752

    • DOI

      10.3389/fphar.2021.715752.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Commensal microbe-derived acetate suppresses NAFLD/NASH development via hepatic FFAR2 signalling in mice.2021

    • 著者名/発表者名
      Aoki R, Hase K et al.
    • 雑誌名

      Microbiome

      巻: 9 ページ: 188

    • DOI

      10.1186/s40168-021-01125-7

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of M Cells in Tear Duct-Associated Lymphoid Tissue of Mice: A Potential Role in Immunosurveillance on the Ocular Surface.2021

    • 著者名/発表者名
      Oya Y, Hase K et al.
    • 雑誌名

      Front Immunol

      巻: 12 ページ: 779709

    • DOI

      10.3389/fimmu.2021.779709

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 腸内代謝物による免疫制御2021

    • 著者名/発表者名
      長谷耕二
    • 学会等名
      第95回日本感染症学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸内代謝物による免疫・バリア修飾作用.2021

    • 著者名/発表者名
      長谷耕二. 腸内代謝物による免疫・バリア修飾作用.
    • 学会等名
      第25回腸内細菌学会学術集会.
    • 招待講演
  • [学会発表] Symbiotic polyamine metabolism maintains gut immune homeostasis by regulating macrophage differentiation.2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Hase
    • 学会等名
      The 27th International Symposium on Molecular Cell Biology of Macrophages (MMCB2020+1).
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Maternal microbiota during pregnancy facilitates metabolic programing of offspring.2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Hase
    • 学会等名
      International DOHaD Society Webinars for 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 腸内共生と免疫.2021

    • 著者名/発表者名
      長谷耕二
    • 学会等名
      第28回日本血液代替学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 妊娠中の食物繊維摂取と腸内細菌叢変化が出生児の糖代謝に与える影響.2021

    • 著者名/発表者名
      長谷耕二
    • 学会等名
      日本人類遺伝学会第66回大会 第28回日本遺伝子診療学会大会 合同開催
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸管免疫系における絶食応答2021

    • 著者名/発表者名
      長谷耕二
    • 学会等名
      第94回日本生化学会.
    • 招待講演
  • [学会発表] Maternal gut microbiota in pregnancy influences metabolism.2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Hase
    • 学会等名
      53rd Annual Meeting of the French Society for Immunology
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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