Elucidation of the pathogenesis of ulcerative colitis using an early-onset model of human artificial intestine

利用早发型人类人工肠模型阐明溃疡性结肠炎的发病机制

• 批准号: 22K08862
• 负责人: 神山 篤史
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K08862/
• 关键词: 潰瘍性大腸炎; 人工腸; 腸内細菌叢; 抗菌ペプチド; 回腸嚢炎

潰瘍性大腸炎(UC)の発生メカニズムを解明するために、UCの発症の早期病態モデルと想定される回腸嚢炎に着目して研究を行なっている。UCの発症には、外的因子（腸内胆汁酸組成や腸内細菌叢の変化など）と宿主因子（遺伝的背景、内因性抗菌ペプチドなど）のインバランスに加えて、未だ特定されていない宿主由来の因子が発症に関与することが推察されてきた。しかし、UCの早期発症モデルは現時点では存在しない。これまで大腸全摘術を施行後の慢性期にはUCに回腸嚢炎が特異的に発生することが分かって来ており、回腸嚢炎はまさにUCの発症早期モデルになりうると考えて申請者らは研究を行っている。本年度は人工腸をより生体に近い条件とするべく予備実験を中心に行った。まずは既報で抗菌ペプチドであるβディフェンシンを腸管上皮細胞から誘導することが知られているLactobacillus helveticus SBT217を用いて人工腸における誘導条件を検討することとした。また、iPS細胞で行う前にヒト結腸癌由来細胞株Caco-2を用いた人工腸モデルにて抗菌ペプチドの誘導を行い条件設定を行っている。一方で、人工腸の条件設定と並行してiPS細胞の作成を行っている。コントロールとしての健常人由来のiPS細胞を小腸上皮細胞への分化誘導を行ない、小腸としての機能発現を確認している。また、大腸での炎症発現の検討も考慮して大腸オルガノイドの作成も行っている。次年度は、iPS細胞を用いた人工腸による実験系を確立した上でUCの起炎菌とされる腸内細菌および患者由来の便との共培養を行って炎症発現を検証していく予定である。既に健常人およびUC患者両者からのiPS細胞を用意している。

为了阐明溃疡性结肠炎（UC）的机制，我们正在进行针对先天性炎的研究，这被认为是UC的早期病理模型。除了外部因素的不平衡（例如肠道胆酸组成，肠道菌群的变化）和宿主因子（遗传背景，内生抗菌肽等）外，尚未确定UC的发作已经假定主机的起源参与了发病。但是，目前尚无UC早期发作模型。到目前为止，已经发现，在大型肠道手术执行后，iBusis在慢性阶段中发生，申请人认为主炎可以是UC的早期阶段UC发作。今年，我们专注于初步实验，以使人工肠道更像一个活体。首先，我们决定使用Helveticus sbt217检查人造肠道肠道肠道肠道肠道的诱导条件，该乳酸杆菌已知会诱导从肠上皮细胞中诱导β-脱氧蛋白（一种抗菌肽）。此外，在使用IPS细胞进行操作之前，使用人工肠道模型使用来自人类结肠癌衍生的细胞库存的人工肠模型指导抗菌肽，并设置了条件。另一方面，IPS细胞是与人工肠道的条件设置并联创建的。源自健康的人的IPS细胞会诱导对照与小肠上皮细胞的分化，并且已经证实了功能作为小肠的功能。此外，考虑到大肠中的炎症表达，我们正在创建结肠器官。在下一个会计年度，我们计划通过使用IPS细胞建立具有肠道的实验系统，并培养肠道细菌和基于患者的粪便，从而验证炎症表达。我们已经准备好了健康的人和UC患者的IPS细胞。