食物アレルギーにおけるリンパ球と腸内細菌叢のエピジェネティクスの解明による予防法

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H04783
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 中村 裕之 金沢大学, 医学系, 教授 (30231476)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 辻口 博聖 金沢大学, 医学系, 特任助教 (00723090) ; 神林 康弘 金沢大学, 医学系, 講師 (20345630) ; 福冨 友馬 独立行政法人国立病院機構(相模原病院臨床研究センター), 診断・治療薬開発研究室, 室長 (30463110) ; 八田 耕太郎 順天堂大学, 医学部, 先任准教授 (90337915)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 食物アレルギー / アレルゲン / エピジェネティクス / 腸内細菌 / Ｔリンパ球 / テイラーメイド予防法 / DNAメチル化 / 16S rRNA遺伝子

Outline of Annual Research Achievements

近年、増加傾向を示す食物アレルギーは、アレルゲンである食物の感作成分の多様性の大きさから、早期診断にはまったく新しいバイオマーカーの案出が求められる。アレルゲンと遺伝の相互作用として、Tリンパ球と腸内細菌叢の構成におけるエピジェネティックな変化を調べることによって、そのエピジェネティクス機構を解明し、免疫・腸内細菌・遺伝子バイオマーカーを同定するとともに、食物アレルギーの新しい早期診断法とテイラーメイド予防法を示すために、小児と成人の食物アレルギーの分子疫学を引き続き、実施した。
1-3歳児（食物アレルギー有病児20人、非有病児20人）および20-40歳の成人（食物アレルギー有病者20人、非有病者20人）の計70人を平成27年度からのコホートとした。観察開始時のデータとして、アレルギー（気管支喘息、アトピー性皮膚炎、花粉症、食物アレルギーなど）症状、室内塵やダニ、花粉、昆虫、動物および食物などのアレルゲンに対する感作の状態、採血により総IgE値（RIST）および特異的IgE値（RAST）、サイトカインを調べた。また採血により得られたリンパ球を、表面マーカーによって分離されたCD4+T cells、CD8+T-cells、CD56+NK cells、CD19+Bcell、CD14+monocytes、Regulatory T cell (Treg)、effector T cell (Teff) subsets (CD4+CD25neg Teff , CD4+CD25hiCD127lo/- Treg)のDNAメチル化を調べた。また対象者から採取する糞便より、全細菌DNAを抽出し、16S rRNA遺伝子クローンライブラリー法を用いて腸内細菌叢の菌種解析を行った。その結果、アレルギー患者においてはリンパ球のDNAメチル化の関係が認められ、菌種のrichnessとdiversityの減少が認められた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

分子疫学として、1-3歳児（食物アレルギー有病児20人、非有病児20人）および20-40歳の成人（食物アレルギー有病者20人、非有病者20人）の計80人をコホートとすることができたことは、有意な関係を検定する上での必要な症例数に達し、本研究の目的である食物アレルギーの新しい早期診断法とテイラーメイド予防法を示すことが可能となる。また観察開始時のデータとして、リンパ球のDNAメチル化を調べることができ、さらには糞便からの全細菌DNAを抽出し、16S rRNA遺伝子クローンライブラリーを作成でき、diversity解析にも進めたことも「おおむね順調に進んでいる」とした理由である。

Strategy for Future Research Activity

今後の分子疫学研究では、1-6歳児（食物アレルギー有病児50人、非有病児50人）および20-40歳の成人（食物アレルギー有病者50人、非有病者50人）にまでコホートを増大させる。この計200人に対して採血により得られるリンパ球を、表面マーカーによって分離されたCD4+T cells、CD8+T-cells、CD56+NK cells、CD19+Bcell、CD14+monocytes、Regulatory T cell (Treg)、effector T cell (Teff) subsets (CD4+CD25neg Teff , CD4+CD25hiCD127lo/- Treg)のトランスクリプトーム解析（mRNASeq, Small RNASeq）、エピゲノム解析（ChIPSeq, DNAメチル化）を実施する。
また対象者から採取する糞便から作成された16S rRNA遺伝子クローンライブラリーから、それぞれのライブラリーについてMiSeqによって得られた配列データのアセンブリを行い、ゲノムを再構築する。この方法によって、サンプル中に存在する細菌種の同定のみならず，細菌ゲノムおよび遺伝子配列や数量の決定、細菌叢機能の解析をさらに詳細に実施することによって、菌種のαおよびβdiversity解析を行い、最終年度として、食物アレルギーの新しい早期診断法とテイラーメイド予防法を示す。

Research Products

• [Journal Article] Combined Analysis of IFN-γ, IL-2, IL-5, IL-10, IL-1RA and MCP-1 in QFT Supernatant Is Useful for Distinguishing Active Tuberculosis from Latent Infection. (2016)
  • Author(s): Suzukawa M, Akashi S, Nagai H, Nagase H, Nakamura H, Matsui H, Hebisawa A, Ohta K
  • Journal Title: PLoS One Volume: 11(4) Pages: e0152483
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0152483.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The Association between Activity of Daily Living and the Combination of Alzheimer’s Disease and Cataract in Elderly Requiring Nursing Care. (2016)
  • Author(s): Hamagishi T, Inagawa T, Kambayashi Y, Tsujiguchi H, Kitaoka M, Mitoma J, Asakura H, Suzuki F, Hori D, Enoch Olando Anyenda, Nguyen Thi Thu Thao, Hibino Y, Hayashi K, Shibata A, Sagara T, Okochi J, Takamoku K, Hatta K, Konoshita T, Nakamura H
  • Journal Title: Health Volume: 8(10) Pages: 994-1003
  • DOI: 10.4236/health.2016.810103.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The relationship between hypertension and health-related quality of life: adjusted by chronic pain, chronic diseases, and life habits in the general middle-aged population in Japan. (2016)
  • Author(s): Kitaoka M, Mitoma J, Asakura H, Anyenda EO, Nguyen TT, Hamagishi T, Hori D, Suzuki F, Shibata A, Horii M, Tsujiguchi H, Hibino Y, Kambayashi Y, Hitomi Y, Shikura N, Nakamura H
  • Journal Title: Environ Health Prev Med Volume: 21(4) Pages: 193-214
  • DOI: 10.1007/s12199-016-0514-6.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Associations of Cough Prevalence with Ambient Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, Nitrogen and Sulphur Dioxide: A Longitudinal Study. (2016)
  • Author(s): Anyenda EO, Higashi T, Kambayashi Y, Nguyen TT, Michigami Y, Fujimura M, Hara J, Tsujiguchi H, Kitaoka M, Asakura H, Hori D, Yamada Y, Hayashi K, Hayakawa K, Nakamura H
  • Journal Title: Int J Environ Res Public Health Volume: 13(8) Pages: pii: E800
  • DOI: 10.3390/ijerph13080800.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The associations between lifestyles and mental health using the General Health Questionnaire 12-items are different dependently on age and sex: a population-based cross-sectional study in Kanazawa, Japan. (2016)
  • Author(s): Hori D, Tsujiguchi H, Kambayashi Y, Hamagishi T, Kitaoka M, Mitoma J, Asakura H, Suzuki F, Anyenda EO, Nguyen TT, Hibino Y, Shibata A, Hayashi K, Sagara T, Sasahara S, Matsuzaki I, Hatta K, Konoshita T, Nakamura H
  • Journal Title: Environ Health Prev Med Volume: 21(6) Pages: 410-421
  • DOI: 10.1007/s12199-016-0541-3.
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 気道炎症指標を含めた喘息重症度別クラスター解析 (2016)
  • Author(s): 長瀬洋之、釣木澤尚実、岩永賢司、田中明彦、谷田貝洋平、斎藤純平、鈴川真穂、東元一晃、井上博雅、棟方充、檜澤伸之、相良博典、東田有智、秋山一男、出原賢治、中村裕之、大田健
  • Organizer: 第65回日本アレルギー学会学術大会
  • Place of Presentation: 東京国際フォーラム（東京）
  • Year and Date: 2016-06-17 – 2016-06-19
• [Presentation] 管理栄養士養成課程における歯科口腔保健分野の教育課程について (2016)
  • Author(s): 柴田亜樹、三浦千佳、林宏一、逸見眞理子、大西孝司、木戸康人、西村優希、中村裕之
  • Organizer: 第86回日本衛生学会学術総会
  • Place of Presentation: 旭川市民文化会館（北海道）
  • Year and Date: 2016-05-11 – 2016-05-13