| 研究課題/領域番号 |
20K05878
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| 研究機関 | 石川県立大学 |
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研究代表者 |
松本 健司 石川県立大学, 生物資源環境学部, 教授 (60288701)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 難消化性糖質 / 腸管IgA / T細胞 / ヌードマウス / 短鎖脂肪酸 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は難消化性糖質による腸管IgA分泌について、T細胞および難消化性糖質から腸内細菌によって作り出される短鎖脂肪酸に着目して作用メカニズムを明らかにする研究である。今年度は最初に、6週齢で購入したBALB/cAマウスおよびBALB/cA-nu/nu（以下ヌードマウスとする）を２週間の予備飼育後に9週間飼育して、糞中IgA量および盲腸内短鎖脂肪酸（酢酸、プロピオン酸、酪酸）量を比較検討した。また、血中、肺、下顎腺中のIgA量についても比較検討した。BALB/cAマウスでは糞中IgA量は成長とともに増加し、8週齢では836 μg/dayであったものが、17週齢では1360 μg/dayまで増加した。一方、ヌードマウスの糞中IgAは8週齢で613 μg/dayであり、17週齢でも473 μg/dayとほとんど変化がなかった。よって、ヌードマウスではT細胞が欠損しているため腸管IgA量が10週齢以降、BALB/cAマウスに比べて有意に低い（約半分）であることが分かった。また、ヌードマウスにおいて血中では1/4、肺では1/5、下顎腺では1/20と腸管よりもさらにIgA量がBALB/cAマウスよりも低いことが明らかになった。一方、盲腸内の短鎖脂肪酸量に関してはBALB/cAマウスとヌードマウス間に差はなかった。
上記結果を踏まえ、サンプルの一つである難消化性グルカンを用いて実験を行った。難消化性グルカンを3%飼料に添加し、9週間BALB/cAマウスおよびヌードマウスに摂取させたところ、BALB/cAマウスでは糞中IgA量が4倍程度増加し、ヌードマウスでは3倍程度増加した。これらの結果はT細胞の機能異常が起こっているヌードマウスにおいても難消化性糖質が腸管IgAを誘導することを示している新しい知見であり、次年度以降に複数の難消化性糖質による腸管IgA発現誘導能を比較する上で重要である。
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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
本研究ではT細胞の機能が正常なBALB/cAマウスと、同一系統でT細胞の機能異常が起こっているBALB/cA-nu/nuマウス（ヌードマウス）を使用して異なる性質を持つ難消化性糖質の腸管IgA分泌の作用メカニズムを明らかにする。まず、ヌードマウスにおける腸管IgA分泌や盲腸内容物の短鎖脂肪酸量に関する知見を得る必要があったことから、BALB/cAマウスとヌードマウスの比較検討を行い、腸管IgA量、血液、肺、下顎腺におけるIgA量、および盲腸内短鎖脂肪酸量に関する知見を得ることができた。さらに、サンプルの一つである難消化性グルカンを飼料中に3%混ぜ、9週間摂取させる実験を行ったところ、BALB/cAマウスと同様にヌードマウスにおいても腸管IgAが強く誘導されることが明らかになった。これらのことから、今年度はBALB/cAマウスとヌードマウスを用いて、難消化性糖質による腸管IgA発現に関する研究を行うための基盤データを得ることができたと考える。よって、来年度以降、研究計画書に沿ってBALB/cAマウスとヌードマウスを用いて、性質の異なる３種類の難消化性糖質（短鎖脂肪酸および腸管IgAの発現誘導が高いサンプル、短鎖脂肪酸誘導能は高いが腸管IgA誘導能が低いサンプル、短鎖脂肪酸を誘導しないが腸管IgA誘導能が高いサンプル）による腸管IgAの発現誘導の作用メカニズムを研究することが問題なく可能となった。以上の理由から2020年度の研究の進捗具合を「おおむね順調に進展している」とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
2020年度の研究から、T細胞機能異常であるBALB/cA-nu/nuマウス（ヌードマウス）においても難消化性糖質による腸管IgA誘導が行われることが明らかになり、通常のBALB/cAマウスとヌードマウスを用いて難消化性糖質による腸管IgA誘導の作用メカニズムを明らかにする本研究を問題なく遂行できることが明らかになった。よって、2021年度、2022年度は研究計画書に沿って研究を遂行する。ただし、当初は小腸パイエル板（腸管IgA誘導が行われる中心的な場所の一つ）におけるIgA誘導遺伝子の発現解析を実施する予定であったが、2020年度の実験において、ヌードマウスはほとんどパイエル板が存在しない（あっても非常に小さい）ことが明らかになり、パイエル板における遺伝子発現解析はヌードマウスでは実施しないこととする。
2021年度は通常のBALB/cAマウスを用いて性質の異なる３種類の難消化性糖質の腸管IgA分泌に関して実験を行う。用いる３種類の難消化性糖質に関しては研究計画書に記載したとおりC57BL/6Nにおいて簡易的なデータを得ているが、BALB/cAマウスでも腸管IgA誘導および、盲腸内の短鎖脂肪酸誘導について同様の知見を得ることができるかを確認する。また、免疫組織化学やELISA法等を用いて腸管IgA誘導が行われている場所について詳細を明らかにするなど、３種類の難消化性糖質による腸管IgA誘導の違いをBALB/cAマウスで明らかにする。2022年度にはヌードマウスを用いて2021年度と同様に、３種類の難消化性糖質による腸管IgA分泌に関して詳細に検討する。
最終的に、２種類のマウスでの実験結果および３種類の難消化性糖質の実験結果を比較検討することにより、難消化性糖質による腸管IgA誘導へのT細胞および短鎖脂肪酸の役割について明らかにする。
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