| 研究課題/領域番号 |
21K14968
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| 研究機関 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 |
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研究代表者 |
青木 玲二 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 畜産研究部門, 主任研究員 (00391384)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | IL4i1 / 腸管上皮 / 腸管免疫 / 芳香族炭化水素受容体 / インドール-3-ピルビン酸 |
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| 研究実績の概要 |
Interleukin 4-induced gane-1 (IL4I1)はL-アミノ酸をα-ケト酸に変換する酵素であり、免疫の抑制に関わっている。最近の研究により、IL4I1がトリプトファンを代謝して産生する物質により芳香族炭化水素受容体(AhR)が活性化することが報告された。AhRは腸管免疫や腸管上皮の発達において重要な役割をはたしていることが知られている。そこで本研究ではIL4I1ノックアウトマウスを用い、IL4I1が腸管の発達に寄与しているかどうかを明らかにすることを目指す。R3年度はIL4I1ノックアウトマウスの導入を進めた。IL4I1ノックアウトマウスの凍結精子をThe Mutant Mouse Resource and Research Centerから購入し、理化学研究所バイオリソース研究センターで個体化作業を実施し、生まれたマウスを研究所に導入した。IL4I1ノックアウトマウスの遺伝的背景を変えるため、近交系との戻し交配を実施しており、現在3世代目が生まれている。また、IL4I1が腸管上皮に与える影響を調べるため、腸管上皮の組織培養体である腸管オルガノイドを用いた検討を実施した。IL4I1はトリプトファンを代謝し、インドール-3-ピルビン酸を生合成するがこれがAhRの活性化に寄与していると考えられている。そこで、インドール-3-ピルビン酸がマウス腸管オルガノイドに与える影響を解析した。その結果、インドール-3-ピルビン酸により腸管オルガノイドの形態が変化することがわかり、腸管上皮細胞の分化が促進される可能性があることがわかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
IL4i1ノックアウトマウスの凍結精子を海外から導入するにあたり、新型コロナの影響により当初予定していた輸送会社が利用できないなどの問題が発生し、計画に遅延が生じた。
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| 今後の研究の推進方策 |
IL4I1ノックアウトマウスを用いた解析を実施するため、引き続き、IL4I1ノックアウトマウスのコンジェニック化を進める。系統樹立後に、野生型マウスとIL4I1ノックアウトマウスの腸管の免疫関連遺伝子の発現解析や腸管粘膜固有層リンパのフローサイトメトリー解析から、自然リンパ球の発達状況やサイトカインの発現を比較する。また、腸管上皮細胞マーカーの遺伝子発現や腸管組織切片の解析により、腸管上皮の分化状況を明らかにする。さらに、各マウスの腸管バリア機能を比較するため、IL4I1欠損マウスと野生型マウスのマウスにデキストラン硫酸ナトリウムを摂取させ、腸管に誘導される炎症状態を比較する。
また引き続き、IL4I1が免疫細胞や腸管オルガノイドに与える影響の解析を行う。リコンビナントIL4I1を免疫細胞、腸管オルガノイド培養に加え、誘導されるサイトカインやマーカーを解析することで細胞の分化に与える影響を解析する。さらに、野生型マウスとIL4I1欠損マウス由来の免疫細胞を調製し、これらにおけるIL4I1の発現を確認後、免疫細胞を腸管オルガノイド培養に加え、細胞の分化に与える影響を解析する。以上の実験により、IL4I1が細胞分化に影響を与えることが認められた場合は、AhRアンタゴニストを用いた阻害実験により、これらの作用がAhR経由で生じていることを確認する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウィルスの影響でIL4I1ノックアウトマウスの導入計画に遅延が生じており、その分、次年度使用額が生じている。また、IL4I1ノックアウトマウスの導入にかかる費用が当初計画よりも安価だったため、その分についても次年度使用額が生じている。次年度は引き続きIL4I1ノックアウトマウスのコンジェニック化を進めるため、それに関わる人件費に使用するほか、IL4I1が腸管オルガノイドや免疫細胞に与える影響を解析する実験で必要となる消耗品類の購入に使用する計画である。
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