αディフェンシンの腸内エコシステム制御からみた炎症性腸疾患の病態解明と治療法開発

从α-防御素调节肠道生态系统角度阐明炎症性肠病的发病机制及治疗进展

• 批准号: 21H02891
• 负责人: 綾部 時芳
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02891/
• 关键词: 自然免疫; αディフェンシン; 炎症性腸疾患; 腸内細菌叢; Paneth細胞; 腸内環境; クローン病

モデルマウスを用いて酸化型αディフェンシンの分泌量低下と、質の異常を示す還元型αディフェンシンの分泌が、それぞれ腸内細菌叢の破綻を起こすことを証明した。また、Paneth細胞における小胞体ストレス制御分子、オートファジー関連分子等について、遺伝子発現解析、Western blot法やWhole mount免疫染色を行って、病態形成から増悪に伴う異常を明らかにした。われわれが開発した方法でPaneth細胞を高純度にソート回収してtranscriptome解析を行い、顆粒形成、顆粒分泌や再生・分化に関わる細胞内シグナル関連分子発現の異常を対照群と比較することで明らかにした。さらに、得られたPaneth細胞内のシグナル伝達経路情報を統合し、異常なPaneth細胞で生じている分子ネットワーク全体像に関する理解を進めた。Enteroidおよびmicroinjection法を用いて、食および各種細菌等の刺激によるPaneth細胞分泌応答を評価することで、顆粒分泌と幹細胞ニッシェの機能に繋がるメカニズムを示した。また、Paneth細胞αディフェンシン低下による腸内細菌叢の異常を示すモデルマウスを用いて、腸管を中心とする免疫系の網羅的解析および腸内細菌叢解析を行って、αディフェンシンの異常による腸管粘膜免疫の破綻メカニズムを明らかにした。さらに、インフォームド・コンセントを得たクローン病患者および潰瘍性大腸炎患者から便等の臨床検体を採取し、Paneth 細胞αディフェンシンの質と量の両面から詳細な解析を行って検証を進めている。以上により、Paneth細胞を起点とする腸内エコシステム制御異常を修復・正常化することによる炎症性腸疾患治療の新たな戦略を示唆した。

使用模型小鼠，我们证明氧化型α-防御素分泌减少和还原性α-防御素分泌减少（表现出质量异常）都会导致肠道菌群破坏。此外，我们对潘氏细胞内质网应激控制分子和自噬相关分子进行了基因表达分析、Western blot法和整体免疫染色，明确了与病理形成和恶化相关的异常。使用我们开发的方法，我们分选并收集了高纯度的潘氏细胞，进行了转录组分析，并通过与对照进行比较，发现了与颗粒形成、颗粒分泌和再生/分化相关的细胞内信号相关分子的表达异常。组。此外，我们整合了获得的潘氏细胞内信号转导途径的信息，以增进我们对异常潘氏细胞中发生的分子网络的整体了解。通过使用肠类和显微注射方法来评估潘氏细胞对食物和各种细菌等刺激的分泌反应，我们证明了颗粒分泌和干细胞生态位功能之间的联系机制。此外，我们对以肠道为中心的免疫系统进行了全面分析，并使用模型小鼠对肠道菌群进行了分析，结果显示了由于潘氏细胞中α-防御素减少而导致肠道菌群异常的机制。免疫失败得到了澄清。此外，在知情同意的情况下采集克罗恩病患者和溃疡性结肠炎患者的粪便等临床标本，对潘氏细胞α-防御素的质量和数量进行详细分析。上述结果提出了一种通过修复和正常化源自潘氏细胞的肠道生态系统失调来治疗炎症性肠病的新策略。

项目成果

Potent bactericidal activity of reduced cryptdin-4 derived from its hydrophobicity and mediated by bacterial membrane disruption

• DOI: 10.1007/s00726-021-03115-3
• 发表时间: 2022-01-17
• 期刊: AMINO ACIDS
• 影响因子: 3.5
• 作者: Sato，Yuji;Wang，Yi;Aizawa，Tomoyasu
• 通讯作者: Aizawa，Tomoyasu

Application of a bench-top NMR instrument for omics studies of gut microbiota metabolites

台式核磁共振仪在肠道微生物代谢物组学研究中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: Zihao Song;Yuki Ohnishi;Seiji Osada;Li Gan;Jiaxi Jiang;Zhiyan Hu;Hiroyuki Kumeta;Yasuhiro Kumaki;Kiminori Nakamura;Tokiyoshi Ayabe;Kazuo Yamauchi;Tomoyasu Aizawa
• 通讯作者: Tomoyasu Aizawa

University of Southern California(米国)

南加州大学（美国）

Dynamics of Paneth cell granule secretory responses to bacteria in innate enteric immunity

先天肠道免疫中潘氏细胞颗粒对细菌的分泌反应动态

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuki Yokoi;Kiminori Nakamura;Shuya Ohira;Ryuga Shinozaki;Mani Kikuchi;and Tokiyoshi Ayabe.
• 通讯作者: and Tokiyoshi Ayabe.

Regulation of Paneth cell granule secretion by selective sensing of pathogenic and commensal bacteria in intestinal homeostasis

通过选择性感知肠道稳态中的病原菌和共生菌来调节潘氏细胞颗粒分泌

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuki Yokoi;Shuya Ohira;Haruto Matsuoka;Yuito Kaibori;Ryuga Shinozaki;Tokiyoshi Ayabe;Kiminori Nakamura
• 通讯作者: Kiminori Nakamura