抗原取り込みに特化した特殊腸管上皮Ｍ細胞の統合的理解

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24249029
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 大野 博司 独立行政法人理化学研究所, 統合生命医科学研究センター, グループディレクター (50233226)
• 研究分担者: 金谷 高史 独立行政法人理化学研究所, 統合生命医科学研究センター, 研究員 (20553829)
• 研究期間 (年度): 2012-05-31 – 2015-03-31
• キーワード: 免疫学 / 細胞・組織 / 発生・分化 / 上皮細胞 / M細胞 / シグナル伝達 / 腸内細菌 / 細菌感染

研究実績の概要

昨年度での研究から、パイエル板に代表される腸管関連リンパ組織のリンパ濾胞を覆う上皮領域、follicle-associated epitheliumに存在し、腸管腔内の細菌などの巨大な抗原取り込みに特化した特殊腸管上皮M細胞の分化には、サイトカインRANKLが必要であること、RNAKLの下流に存在するNFκB経路の古典的経路、非古典的経路の両方が働いていることが明らかとなった。すなわち、古典的経路のTRAF6を腸管上皮細胞特異的に欠損させたコンディショナル遺伝子欠損マウスではM細胞は存在しなかった。そこで、M細胞の欠損が腸管免疫系に与える影響を調べるために、腸管上皮特異的TRAF6欠損マウスにおいて、腸内細菌叢の組成を次世代シーケンサーを用いたメタ16Sパイロシーケンス解析法により検討したところ、当該欠損マウスでは野生型マウスとは腸内細菌叢が異なることが明らかとなった。
また、M細胞の最終分化マーカーであるGP2陽性のM細胞は小腸パイエル板のリンパ濾胞に多く、それと比較して盲腸のリンパ濾胞には少ない。この違いは、非古典的経路のシグナル分子のひとつであるRelBの発現が、パイエル板では多く、それと比較して盲腸リンパ濾胞では少ないことに起因することを明らかにした。
さらに、致死率の非常に高い食中毒を起こすことで知られるボツリヌス菌のボツリヌス神経毒素複合体が、M細胞上のGP2と結合することにより、M細胞を介して効率的に体内に取り込まれることが、ボツリヌス毒素による食中毒の分子メカニズムの一端を担っていることを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Visualization of the entire differentiation process of murine M cells: suppression of their maturation in cecal patches. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kimura, S., Yamakami-Kimura, M., Obata, Y., Hase, K., Kitamura, H., Ohno, H., Iwanaga, T.
  • 雑誌名: Mucosal Immunol. 巻: 8 ページ: 650-660
  • DOI: 10.1038/mi.2014.99.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Botulinum toxin A complex exploits intestinalM cells to enter the host and exert neurotoxicity. (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsumura, T., Sugawara, Y., Yutani, M., Amatsu, S., Yagita, H., Kohda, T., Fukuoka, S.-I., Nakamura, Y., Fukuda, S., Hase, K., Ohno, H., Fujinaga, Y.
  • 雑誌名: Nat. Commun. 巻: 6 ページ: 6255
  • DOI: 10.1038/ncomms7255
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A novel mucosal vaccine targeting Peyer's patch M cells induces protective antigen-specific IgA responses (2014)
  • 著者名/発表者名: Shima, H., Watanabe, T., Fukuda, S., Fukuoka, S. I., Ohara, O., Ohno, H
  • 雑誌名: Int. Imunol. 巻: 26 ページ: 619-625
  • DOI: 10.1093/intimm/dxu061
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Epithelial-stromal interaction via Notch signaling is essential for the full maturation of gut-associated lymphoid tissues in mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Obata, Y., Kimura, S., Nakato, G., Iizuka, K., Miyagawa, Y., Nakamura1, Y., Furusawa, Y., Sugiyama, S., Suzuki, K., Ebisawa, M., Fujimura, Y., Yoshida, H., Iwanaga, T., Hase, K., Ohno, H.
  • 雑誌名: EMBO R. 巻: 15 ページ: 1297-1304
  • DOI: 10.15252/embr.201438942
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Lactobacillus acidophilus L-92 Cells Activate Expression of Immunomodulatory Genes in THP-1 Cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yanagihara, S., Goto, H., Hirota, T., Fukuda, S., Ohno, H., Yamamoto, N.
  • 雑誌名: Biosci Microbiota Food Health 巻: 33 ページ: 157-164
  • DOI: 10.12938/bmfh.33.157
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Function and differentiation of M cells, a unique subset of intestinal epithelium for antigen-uptake (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohno H
  • 学会等名: 第88回日本細菌学会 （International Symposium)
  • 発表場所: 岐阜県岐阜市・長良川国際会議場
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
  • 招待講演
• [学会発表] Host-Gut Microbial Communication in Host Defense and Immunity (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohno H
  • 学会等名: The Microbiome Forum: Asia
  • 発表場所: Kuala Lumpur, Malaysia
  • 年月日: 2015-03-19 – 2015-03-20
  • 招待講演
• [学会発表] Gut microbiome in the host defense and gut immune regulation (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohno H
  • 学会等名: 16th Congress of the Korean Scoiety of Surgical Metabolism and Nutrition & 2015 International Symposium
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2015-03-13 – 2015-03-14
  • 招待講演
• [学会発表] 腸エコシステムと疾患・生体防御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大野博司
  • 学会等名: 第３５回日本肥満学会 (教育講演)
  • 発表場所: 宮崎県宮崎市・シーガイアコンベンションセンター
  • 年月日: 2014-10-24 – 2015-10-25
  • 招待講演
• [学会発表] 腸内フローラと生体防御・免疫系 ：統合オミクス手法によるアプローチ (2014)
  • 著者名/発表者名: 大野博司
  • 学会等名: 第４６回日本小児感染症学会学術集会 （特別講演）
  • 発表場所: 東京都新宿区・京王プラザホテル
  • 年月日: 2014-10-18 – 2014-10-19
  • 招待講演
• [学会発表] 食品・腸内細菌と生体防御・腸管免疫系 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大野博司
  • 学会等名: 日本食品免疫学会設立１０周年記念学術大会
  • 発表場所: 東京都文京区・東京大学伊藤謝恩ホール
  • 年月日: 2014-10-16 – 2014-10-17
  • 招待講演
• [学会発表] 宿主-腸内フローラ相互作用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大野博司
  • 学会等名: 第３５回日本食品微生物学会学術集会（教育講演）
  • 発表場所: 大阪府堺市・大阪府立大学中百舌鳥キャンパス
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-19
  • 招待講演
• [学会発表] Gut microbe-derived butyrate can induce colonic Treg differentiation (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohno H
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Conferences Asia 2014: Frontiers of Immunology in Health & Diseases
  • 発表場所: Suzhou, China
  • 年月日: 2014-09-02 – 2014-09-06
  • 招待講演
• [学会発表] 統合オミクス手法による宿主―腸内フローラ相互作用の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大野博司
  • 学会等名: 第46回日本動脈硬化学会総会・学術集会
  • 発表場所: 東京都新宿区・京王プラザホテル
  • 年月日: 2014-07-10 – 2014-07-11
  • 招待講演
• [学会発表] Integrative multi-omics approach for analyzing gut ecosystem (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohno H
  • 学会等名: 第18回腸内細菌学会 （International Symposium)
  • 発表場所: 東京都文京区・東京大学伊藤国際学術研究センター
  • 年月日: 2014-06-11 – 2014-06-12
  • 招待講演
• [学会発表] 腸内細菌と代謝調節 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大野博司
  • 学会等名: 第８７回日本内分泌学会学術総会 （教育講演）
  • 発表場所: 福岡県福岡市・福岡国際会議場・福岡サンパレス
  • 年月日: 2014-04-24 – 2014-04-26
  • 招待講演
• [備考] 理化学研究所統合生命医科学研究センター粘膜システム研究グループ
  • URL: http://www.riken.jp/research/labs/ims/intest_ecosys/
• [備考] 理化学研究所統合生命医科学研究センター粘膜システム研究グループ
  • URL: http://leib.rcai.riken.jp/riken/index.html