再生腸上皮幹細胞ニッチの誘導・再構築による炎症腸管粘膜再生治療の確立

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25293170
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 岡本 隆一 東京医科歯科大学, 再生医療研究センター, 教授 (50451935)
• 研究分担者: 土屋 輝一郎 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 准教授 (40376786) ; 中村 哲也 東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 教授 (70265809)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 腸管上皮 / 炎症性腸疾患 / Notchシグナル / オルガノイド / ニッチ

研究実績の概要

本年度の研究により、以下の成果が得られた
1) 「再生腸上皮」構成細胞で発現が誘導される候補遺伝子群の同定：上記の如く、炎症粘膜で誘導される再生上皮とこれを構成する細胞内の遺伝子発現について、網羅的に探索を行った。この結果、両シグナルの活性化により32倍以上の発現増加が誘導される遺伝子群として31遺伝子が同定された。さらにこのうちNotch活性化またはTNF-α添加のいずれか一方のみ条件と比較し1.5倍以上の発現増加を認めた遺伝子群として21遺伝子を同定した。この遺伝子群の中には幹細胞特異的遺伝子OLFM4が含まれ、同遺伝子は炎症粘膜の再生上皮で広範な発現が誘導される事が確認済みであることから、これを除く20遺伝子(PLA2G2A,LAMA3,PTGES等)についても「再生腸上皮」を構成する上皮細胞で広範かつ特異的に発現が誘導される可能性があるものと考えられた。
2) 「再生腸上皮」における特殊な幹細胞分画の同定：再生腸上皮において構成される幹細胞ニッチはAtoh1陽性(かつDll1陽性またはDll4陽性)細胞が主たる役割を担っているものと考えられたことから、同細胞の動態を追跡可能なAtoh1陽性細胞系譜追跡(Lineage tracing)マウスを作製し、腸上皮におけるAtoh1陽性細胞の分布と動態の解析を実施した。その結果、正常腸上皮においては分泌型細胞に一致してAtoh1陽性細胞がレポーター蛍光タンパクにより標識される一方、短期の解析に於いては幹細胞の形質を有する細胞には標識されず、通常、幹細胞ではAtoh1の発現は誘導されないものと考えられた。しかしながら長期の解析や大腸炎モデルにおける再生腸上皮の解析に於いては、一部のAtoh1陽性細胞が分泌型上皮以外の形質を獲得し、特殊な幹細胞分画を構成することにより腸上皮の再生に貢献している可能性を示す結果が得られている。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27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] Role of epithelial cells in the pathogenesis and treatment of inflammatory bowel disease. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryuichi Okamoto, Mamoru Watanabe
  • 雑誌名: J. Gastroenterol 巻: 51 ページ: 11-21
  • DOI: 10.1007/s00535-015-1098-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Co-culture with intestinal epithelial organoids allows efficient expansion and motility analysis of intraepithelial lymphocytes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kengo Nozaki, Tomohiro Mizutani, Mamoru Watanabe, Tetsuya Nakamura. et al
  • 雑誌名: J. Gastroenterol. 巻: 51 ページ: 206-213
  • DOI: 10.1007/s00535-016-1170-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Matrix Metalloproteinase-14 Mediates Formation of Bile Ducts and Hepatic Maturation of Fetal Hepatic Progenitor Cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Otani, Sei Kakinuma, Ryuichi Okamoto, Mamoru Watanabe.et al
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 469 ページ: 1062-1068
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.12.105
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Perspectives for Regenerative Medicine in the Treatment of Inflammatory Bowel Diseases. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryuichi Okamoto, Mamoru Watanabe
  • 雑誌名: Digestion 巻: 92 ページ: 73-77
  • DOI: 10.1159/000438663
  • 査読あり
• [雑誌論文] TNFAIP3 promotes survival of CD4 T cells by restricting MTOR and promoting autophagy. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yu Matsuzawa, Shigeru Oshima, Ryuichi Okamoto, Mamoru Watanabe.et al
  • 雑誌名: Autophagy 巻: 11 ページ: 1052-1062
  • DOI: 10.1080/15548627.2015.1055439
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Atonal homolog 1 protein stabilized by tumor necrosis factor α induces high malignant potential in colon cancer cell line. (2015)
  • 著者名/発表者名: Keita Fukushima, Kiichiro Tsuchiya, Okamoto Ryuichi, Mamoru Watanabe. et al
  • 雑誌名: Cancer Sci 巻: 106 ページ: 1000-1007
  • DOI: 10.1111/cas.12703
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reduced human α-defensin 6 in non-inflamed jejunal tissue of Crohn’s disease patients (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashi R , Tsuchiya K, Okamoto R, Watanabe M.et al.
  • 雑誌名: Inflammatory Bowel Diseases
  • 査読あり
• [学会発表] Establishment of a 3D cell culture-based screening platform to identify natural products that can regulate transepithelial water transport of the human gastrointestinal tract. (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoru Fujii, Ryuichi Okamoto, Toru Nakata, Kohei Suzuki, Fumiaki Ishibashi, Ami Kawamoto,Sayaka Ohashi Segawa, Tomohiro Mizutani, Kiichiro Tsuchiya, Tetsuya Nakamura, Mamoru Watanabe.
  • 学会等名: Pacifichem2015
  • 発表場所: ハワイ（米国）
  • 年月日: 2015-12-17 – 2015-12-17
  • 国際学会
• [学会発表] TNF-α stabilizes atoh1 protein in colitis-associated colorectal cancer resulting in enhanced malignant potential. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Shirasaki, Keita Fukushima, Kiichiro Tsuchiya, Shuuji Hibiya, Ryohei Hayashi, Nobukatsu Horita, Ryuichi Okamoto, Tetsuya Nakamura, Mamoru Watanabe.
  • 学会等名: UEGW2015
  • 発表場所: バルセロナ（スペイン）
  • 年月日: 2015-10-28 – 2015-10-28
  • 国際学会
• [学会発表] Contiuous stimulation with cytokines leads to irreversible activation of NF-γb signaling in colonic epithelial cells by organoid culture. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shuji Hibiya, Kiichiro Tsuchiya, Tomoaki Shirasaki, Keita Fukushima, Ryohei Hayashi, Nobukatsu Horita, Shigeru Oshima ,Ryuichi Okamoto, Tetsuya Nakamura,Mamoru Watanabe
  • 学会等名: UEGW2015
  • 発表場所: バルセロナ（スペイン）
  • 年月日: 2015-10-27 – 2015-10-27
  • 国際学会
• [学会発表] Atoh1 protein stabilized by TNF-α acquires enhanced malignant potential in colitis-associated colorectal cancer. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Shirasaki, Keita Fukushima, Kiichiro Tsuchiya, Shuuji Hibiya, Ryohei Hayashi, Nobukatsu Horita, Ryuichi Okamoto, Tetsuya Nakamura, Mamoru Watanabe.
  • 学会等名: AOCC2015
  • 発表場所: 北京（中国）
  • 年月日: 2015-06-19 – 2015-06-19
  • 国際学会
• [学会発表] A novel fluorescent labelling system into small intestinal organoid reveals independent long-lived intestinal stem cells in a crypt. (2015)
  • 著者名/発表者名: Horita N,Tsuchiya K,Hayashi R,Fukushima K,Hibiya S,Fukuda M,Mizutani T,Okamoto R,Nakamura T and Watanabe M.
  • 学会等名: AOCC2015
  • 発表場所: 北京（中国）
  • 年月日: 2015-06-19 – 2015-06-19
  • 国際学会
• [学会発表] Enrichment of Intestinal Stem Cells by the 3D-Culture of IBD Patient Derived Intestinal epithelium. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kohei Suzuki,Satoru Fujii,Toru Nakata,Ami Kawamoto,Fumiaki Ishibashi,Sayaka Ohashi Segawa, Tomohiro Mizutani, Kiichiro Tsuchiya,Kazuo Otsuka,Tetsuya Nakamura,Ryuichi Okamoto,Mamoru Watanabe.
  • 学会等名: AOCC2015
  • 発表場所: 北京（中国）
  • 年月日: 2015-06-19 – 2015-06-19
  • 国際学会
• [学会発表] Continuous Stimulation With Cytokines Leads to Irreversible Accumulation of NF-kB Signaling in Colonic Epithelial Cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shuji Hibiya, Kiichiro Tsuchiya, Keita Fukushima, Ryohei Hayashi, Nobukatsu Horita, Shigeru Oshima, Ryuichi Okamoto, Tetsuya Nakamura, Mamoru Watanabe.
  • 学会等名: DDW 2015
  • 発表場所: ワシントン（米国）
  • 年月日: 2015-05-19 – 2015-05-19
  • 国際学会
• [学会発表] Distinct Role of Notch Ligands, DLL1 and Dll4, in Normal and in Tumor Intestinal Epithelium. (2015)
  • 著者名/発表者名: Toru Nakata, Hiromichi Shimizu, Kohei Suzuki, Satoru Fujii, Go Ito, Kiichiro Tsuchiya, Tetsuya Nakamura, Ryuichi Okamoto, Katsuto Hozumi, Mamoru Watanabe.
  • 学会等名: DDW 2015
  • 発表場所: ワシントン（米国）
  • 年月日: 2015-05-19 – 2015-05-19
  • 国際学会
• [学会発表] Atoh1 Protein Expression by TNF-a and the Acquisition of Malignant Potential in Colitis- Associated Colorectal Cancer. (2015)
  • 著者名/発表者名: Keita Fukushima, Kiichiro Tsuchiya, Shuji Hibiya, Ryohei Hayashi, Nobukatsu Horita, Yoshihito Kano, Ryuichi Okamoto, Tetsuya Nakamura, Mamoru Watanabe.
  • 学会等名: DDW 2015
  • 発表場所: ワシントン（米国）
  • 年月日: 2015-05-17 – 2015-05-17
  • 国際学会
• [学会発表] Notch Ligands DLL1 and Dll4 Are Expressed by Distinct Population of Epithelial Cells in the Mice Intestine. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiromichi Shimizu, Kohei Suzuki, Satoru Fujii, Toru Nakata, Go Ito, Tatsuro Murano, Kiichiro Tsuchiya, Tetsuya Nakamura, Ryuichi Okamoto, Katsuto Hozumi, Mamoru Watanabe.
  • 学会等名: DDW 2015
  • 発表場所: ワシントン；米国
  • 年月日: 2015-05-16 – 2015-05-16
  • 国際学会
• [学会発表] Live imaging analysis of intraepithelial lymphocytes (IELs) co-cultured with intestinal epithelial organoids. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nozaki K, Mochizuki W, Matsumoto Y, Matsumoto T, Fukuda M, Mizutani T, Watanabe M, Nakamura T
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Meeting "Fundamental Immunology and Its Therapeutic Applications"
  • 発表場所: ニューヨーク（米国）
  • 年月日: 2015-04-16 – 2015-04-16
  • 国際学会