免疫系－腸内細菌叢結合数理モデルとメタゲノム解析による免疫応答の定量的研究

利用免疫系统-肠道微生物群耦合数学模型和宏基因组分析对免疫反应进行定量研究

基本信息

批准号：
18J20316
负责人：
原朱音
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度に引き続き、免疫系の複雑な動態を理解するための理論構築に注力した。人体が様々な環境中の物質に曝される中で、免疫系は精密に反応を調整する仕組みを持っている。外来の刺激に対する動的な免疫応答を理解することは、アレルギーなどの免疫系疾患に対する新規の根本的な治療法の開発に役立つと考えられる。昨年度から続けていた、外来の病原体感染によって自己免疫疾患が引き起こされる「分子擬態説」に基づいた発症機構の理論構築について、年度前半に論文が国際誌で受理された。この発症機構において、交差免疫反応が疾患発症に対して影響することを計算上で示した。その後も引き続き本数理モデル解析について精査し、日本数理生物学会年会でオンライン発表を行い、研究成果の公開と他研究者との議論を行った。腸内細菌叢や免疫細胞動態の日周変動も、治療において無視できない。そこで、最適な介入時間帯の予測への応用を見据えて、概日時計の数理モデリングにも取り組んでいた。グルコース代謝の概日時計制御の理論研究について論文に取りまとめ、国際誌に投稿し査読中である。哺乳類の休息時間での摂食は、過剰な脂肪蓄積を惹起すると知られている。食物から摂取されたグルコースは、グリコーゲンまたは脂質の貯蔵物質へ配分される。この過程の反応が概日時計制御を受けるという報告に基づき、本来の休息時間での食事が肥満を引き起こす仕組みについて、理論研究の手法から解明に取り組んだ。この現象には人体の恒常性維持のための機構が関与していると考え、代謝上の「リスク」、ここでは高血糖やエネルギーの枯渇に着目してリスクを定式化し、脂質やグリコーゲン産生のピーク時刻を変化させ、リスクが小さくなる条件を探索した。結果としては、休息時間には脂質合成が盛んになることを予測し、さらにそのような条件下では昼夜を通して恒常的にエネルギーを供給することができると明らかにした。

从去年开始，我们专注于建立理论，以了解免疫系统的复杂动态。由于人体暴露于各种环境物质，因此免疫系统具有准确调节其反应的机制。了解对门诊刺激的动态免疫反应可能有助于开发出针对免疫系统疾病（例如过敏）的新型潜在疗法。一年上半年，在国际期刊上接受了一篇论文，该论文基于“分子模仿理论”的建设，该论文是基于“分子模仿理论”的，其中自去年以来一直持续到由门诊病原体感染引起的自身免疫性疾病。据计算，表明跨免疫反应会影响这种发作机制的疾病发展。之后，我们继续研究数学模型分析，并在日本数学生物学年会上在线介绍，在该会议上发布了研究结果并与其他研究人员进行了讨论。在治疗中，肠道菌群和免疫细胞动力学的昼夜变化不可忽视。因此，我们还研究了昼夜节律时钟的数学建模，并着眼于预测最佳干预时间时期的应用。关于昼夜节律时钟中葡萄糖代谢的控制的理论研究是在论文中编译的，目前正在国际杂志中进行审查。已知在哺乳动物休息期间进食会导致脂肪积累过多。从食物中摄入的葡萄糖分布到糖原或脂质储存材料中。基于该过程中的反应由昼夜节律控制的报告，我们致力于阐明原始休息期间饮食通过理论研究方法引起肥胖的机制。人们认为这种现象涉及维持人体体内稳态的机制，我们通过专注于代谢“风险”来制定风险，其中我们专注于高血糖和能量耗尽，并通过改变脂质和糖原的高峰时间来降低风险的疾病。结果，可以预测，脂质合成在休息时间将变得更加活跃，此外，据透露，在这种情况下，可以在整个白天和黑夜中不断提供能量。