Regulating inflammatory bowel disease by controling peripheral biological clock

通过控制外周生物钟来调节炎症性肠病

• 批准号: 20K07535
• 负责人: 折原 芳波
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K07535/
• 关键词: IBD; 炎症性腸疾患; タイトジャンクション; 免疫; 概日リズム; ストレス; 腸内環境; 体内時計

昨年度に引き続き、腸上皮細胞（Caco-2およびHT29）を用いた系での実験を進めた。概日リズム性を刻む免疫関連分子として、タイトジャンクション関連分子であるCLAUDIN-1（CLDN1）、OCCLUDIN（OCDN）およびZO1（TJP1）に加えて、粘液構成成分であるMUC2およびMUC2およびの発現が概日リズムを刻むことを見出した。IBD炎症様モデル下においてこれら免疫関連分子のリズム性の乱れを検証した。CLDN1はリズム性の強度をほぼ同等に保ったまま位相が前進する一方、OCDNは位相の前進に加えてリズム性強度の減弱を認めた。ZO1はリズム性強度の減弱を認めたが位相には変化がなかった。また、ムチンに関してはMUC2においてリズム性の減弱を認め、MUC3Aについてはリズム性の減弱および位相の前進とともに認めた。このことは、末梢組織の炎症によって時計遺伝子のリズムのみならず腸管免疫のリズム性にも乱れが生じていることを示唆する。また、ヒトの腸上皮により近い系として強いタイトジャンクションを形成するCaco-2と粘液産生をするHT29を共培養する系でも同様の検証をしている。TEERが高い状態において粘液を産生する共培養系において、IBD炎症様モデルにおいて時計遺伝子および免疫関連分子のリズム性の乱れも確認している。そこで、食品由来の外的因子を添加してリズム性への影響を確認したところ、時計遺伝子のみならず免疫関連分子についてもリズム性の回復傾向を確認し始めている。独立基盤形成支援にてサポートいただき、マウスの明暗環境制御も限定的ではあるが可能になったことから、今後はサイトカインの発現レベル、リズム性の変化について検証し、in vivo系において外的因子摂食をさせてリズム性の乱れを回復させることで疾患の重症化抑制が可能かどうか検証を続ける。

继去年之后，我们使用肠上皮细胞（Caco-2和HT29）的系统进行了实验。我发现，除了紧密连接相关分子 CLAUDIN-1 (CLDN1)、OCCLUDIN (OCDN) 和 ZO1 (TJP1) 之外，粘液成分 MUC2 和 MUC2 的表达通常也表达为形成昼夜节律的免疫相关分子。一天的节奏逐渐消失。我们在 IBD 炎症样模型下检查了这些免疫相关分子的节律紊乱。在CLDN1中，相位提前，而节奏强度几乎相同，而在OCDN中，除了相位提前之外，节奏强度还下降。 ZO1 显示节奏强度降低，但相位没有变化。关于粘蛋白，在MUC2中观察到节律性衰减，在MUC3A中观察到节律性衰减和相位超前。这表明外周组织炎症不仅破坏了时钟基因的节律，而且破坏了肠道免疫的节律。我们还在一个系统中进行类似的测试，该系统将形成强紧密连接的 Caco-2 和产生粘液的 HT29 共培养，作为一个更类似于人类肠上皮的系统。在高 TEER 条件下产生粘液的共培养系统中，我们还证实了 IBD 炎症样模型中时钟基因和免疫相关分子的节律性被破坏。因此，当我们通过添加来自食物的外部因素来确认对节律性的影响时，我们开始看到节律性不仅对于时钟基因而且对于免疫相关分子都有恢复的趋势。得益于Independent Platform Formation Support提供的支持，我们现在已经能够控制小鼠体内的明暗环境，尽管程度有限。未来我们将检查细胞因子表达水平和节律性的变化，以及研究外部因素对体内系统的影响，我们将继续验证是否可以通过让动物进食并恢复节律紊乱来抑制疾病的严重程度。

项目成果

Regulating Peripheral Clocks to Restore Epithelial Immunity

调节外周时钟以恢复上皮免疫

• 发表时间: 2023
• 作者: Mori Mikiko;Ode Hirotaka;Kubota Mai;Nakata Yoshihiro;Kasahara Takaaki;Shigemi Urara;Okazaki Reiko;Matsuda Masakazu;Matsuoka Kazuhiro;Sugimoto Atsuko;Hachiya Atsuko;Imahashi Mayumi;Yokomaku Yoshiyuki;Iwatani Yasumasa;Kanami Orihara
• 通讯作者: Kanami Orihara