微生物メタボリズムからのカンピロバクター腸炎発症メカニズムの理解

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 22K15004
• 研究機関: 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所
• 研究代表者: 細見 晃司 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 ワクチン・アジュバント研究センター, 主任研究員 (00755762)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: カンピロバクター / 腸炎 / 微生物メタボリズム / エネルギー代謝

研究実績の概要

本研究の目的は『カンピロバクター腸炎モデルを確立し、病態形成メカニズムを包括的に理解し、さらに、抗体ライブラリなど独自の研究基盤を活用し、新規ワクチンシーズの探索などカンピロバクター感染症の予防法や治療法の開発に資する基礎研究を遂行する』ことである。これまでの検討から、カンピロバクターのエネルギー代謝が感染に伴う腸炎などの病態と密接に関わっていることが示唆されており、「微生物メタボリズム」の観点から病態形成を理解することを目指している。
進捗状況として、腸炎発症マウスにおける病態形成を免疫学的観点から解析した結果、カンピロバクターの感染により、大腸の上皮バリアが崩壊し、上皮層ならびに粘膜固有層への好中球浸潤を特徴とする腸炎が発症していることが明らかになった。さらに、微生物学的な観点から解析を進め、カンピロバクターのトランスクリプトームやメタボローム解析などから、腸炎を誘導する培養条件では、菌の代謝活性が亢進していることが明らかになった。一方で、細胞接着・侵入、炎症性、菌の運動性、莢膜活性や毒素産生などの既知の病原因子の発現や機能に変化がなかったことから、代謝活性の亢進が腸炎を誘導する決定要因となると考えられる。このように、本研究は当初の予定通り順調に進捗しており、「微生物メタボリズム」の観点からカンピロバクター腸炎の病態形成メカニズムの解明を進めている。

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

カンピロバクター腸炎モデルの宿主側、ならびに腸炎を誘導する菌側の両観点からの解析を進め、菌のエネルギー代謝と腸炎の病態形成の関連が明らかになり、メカニズム解明が進んでいることから、本研究は当初の計画通りに進捗していると考えている。

今後の研究の推進方策

菌の代謝活性を指標に、カンピロバクター特異的な抗体ライブラリのスクリーニングを実施し、カンピロバクターの代謝を阻害できる抗体を見出している。今後、本抗体の機能解析ならびに認識抗原の同定などを進め、感染メカニズムの解明に加えて、治療・予防標的としての有用性の評価を進め、カンピロバクター感染症の予防法や治療法の開発に資する学術知見の創出へつなげていきたいと考えている。

次年度使用額が生じた理由

当該年度は当初の予定よりもマウスの数を減らすことができたため、物品費を安く抑えることができたためである。次年度にはこの予算を使用することで研究を加速させたい。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of Human Gut Microbiome Associated with Enterolignan Production (2022)
  • 著者名/発表者名: Sawane Kento、Hosomi Koji、Park Jonguk、Ookoshi Kouta、Nanri Hinako、Nakagata Takashi、Chen Yi-An、Mohsen Attayeb、Kawashima Hitoshi、Mizuguchi Kenji、Miyachi Motohiko、Kunisawa Jun
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 10 ページ: 2169
  • DOI: 10.3390/microorganisms10112169
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Oral administration of Blautia wexlerae ameliorates obesity and type 2 diabetes via metabolic remodeling of the gut microbiota (2022)
  • 著者名/発表者名: Hosomi K, Saito M, Park J, Murakami H, Shibata N, Ando M, Nagatake T, Konishi K, Ohno H, Tanisawa K, Mohsen A, Chen YA, Kawashima H, Natsume-Kitatani Y, Oka Y, Shimizu H, Furuta M, Tojima Y, Sawane K, Saika A, Kondo S, Yonejima Y, Takeyama H, Matsutani A, Mizuguchi K, Miyachi M, Kunisawa J
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 13 ページ: 4477
  • DOI: 10.1038/s41467-022-32015-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Utilization of gut environment-mediated control system of host immunity in the development of vaccine adjuvants (2022)
  • 著者名/発表者名: Liu Zilai、Hosomi Koji、Kunisawa Jun
  • 雑誌名: Vaccine 巻: 40 ページ: 5399～5403
  • DOI: 10.1016/j.vaccine.2022.07.031
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dietary Vitamin B1 Intake Influences Gut Microbial Community and the Consequent Production of Short-Chain Fatty Acids (2022)
  • 著者名/発表者名: Park Jonguk、Hosomi Koji、Kawashima Hitoshi、Chen Yi-An、Mohsen Attayeb、Ohno Harumi、Konishi Kana、Tanisawa Kumpei、Kifushi Masako、Kogawa Masato、Takeyama Haruko、Murakami Haruka、Kubota Tetsuya、Miyachi Motohiko、Kunisawa Jun、Mizuguchi Kenji
  • 雑誌名: Nutrients 巻: 14 ページ: 2078
  • DOI: 10.3390/nu14102078
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Classification of the Occurrence of Dyslipidemia Based on Gut Bacteria Related to Barley Intake (2022)
  • 著者名/発表者名: Maruyama Satoko、Matsuoka Tsubasa、Hosomi Koji、Park Jonguk、Nishimura Mao、Murakami Haruka、Konishi Kana、Miyachi Motohiko、Kawashima Hitoshi、Mizuguchi Kenji、Kobayashi Toshiki、Ooka Tadao、Yamagata Zentaro、Kunisawa Jun
  • 雑誌名: Frontiers in Nutrition 巻: 9 ページ: 812469
  • DOI: 10.3389/fnut.2022.812469
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Intestinal microbe-dependent ω3 lipid metabolite αKetoA prevents inflammatory diseases in mice and cynomolgus macaques (2022)
  • 著者名/発表者名: Nagatake T, Kishino S, Urano E, Murakami H, Kitamura N, Konishi K, Ohno H, Tiwari P, Morimoto S, Node E, Adachi J, Abe Y, Isoyama J, Sawane K, Honda T, Inoue A, Uwamizu A, Matsuzaka T, Miyamoto Y, Hirata SI, Saika A, Shibata Y, Hosomi K, et al.
  • 雑誌名: Mucosal Immunology 巻: 15 ページ: 289～300
  • DOI: 10.1038/s41385-021-00477-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Relationships between barley consumption and gut microbiome characteristics in a healthy Japanese population: a cross-sectional study (2022)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka Tsubasa、Hosomi Koji、Park Jonguk、Goto Yuka、Nishimura Mao、Maruyama Satoko、Murakami Haruka、Konishi Kana、Miyachi Motohiko、Kawashima Hitoshi、Mizuguchi Kenji、Kobayashi Toshiki、Yokomichi Hiroshi、Kunisawa Jun、Yamagata Zentaro
  • 雑誌名: BMC Nutrition 巻: 8 ページ: 23
  • DOI: 10.1186/s40795-022-00500-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 食・栄養と健康の関わりを細菌学の視点から理解する (2023)
  • 著者名/発表者名: 細見晃司
  • 学会等名: 第96回日本細菌学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 腸内細菌Blautiaによる代謝促進を介した肥満・糖尿病の抑制効果 (2022)
  • 著者名/発表者名: 細見晃司
  • 学会等名: レドックスR&D戦略委員会 第2回若手シンポジウム
• [学会発表] In vitro樹状細胞を活用したパイエル板組織内共生菌による免疫制御と共生メカニズムの解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 細見晃司、下山敦史、柴田奈納子、竹山春子、深瀬浩一、清野宏、國澤純
  • 学会等名: 日本組織培養学会第94回大会
• [学会発表] Unique carbohydrate and amino acid metabolisms of Blautia wexlerae ameliorate obesity and type 2 diabetes (2022)
  • 著者名/発表者名: Koji Hosomi, et al.
  • 学会等名: IHMC 9th Congress 2022
  • 国際学会
• [学会発表] UNIQUE METABOLISM OF BLAUTIA WEXLERAE HAS BENEFICIAL EFFECTS ON THE CONTROL OF OBESITY AND TYPE 2 DIABETES (2022)
  • 著者名/発表者名: Koji Hosomi, et al.
  • 学会等名: 9th World Congress on Targeting Microbiota
  • 国際学会
• [図書] ポストバイオティクス研究から考える健康科学の将来と個別化栄養 (2022)
  • 著者名/発表者名: 細見晃司、國澤純
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: FOOD STYLE 21
• [図書] 腸内環境を介した免疫制御とワクチン研究への展開 (2022)
  • 著者名/発表者名: 吉井健、細見晃司、國澤純
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: Precision Medicine