IBDに含まれる疾患

IBDは Inflammatory Bowel Disease（炎症性腸疾患）の略です。IBDは特定の一つの病気ではなく、潰瘍性大腸炎（UC: Ulcerative Colitis） と クローン病（CD: Crohn’s Disease） の2つを総称した呼び方です。つまり、クローン病もIBDの一種です。

ちなみに、過敏性腸症候群（IBS: Irritable Bowel Syndrome） はIBDとは全く別の疾患で、こちらは器質的な炎症を伴わない機能性疾患です。名前が似ているので混同されやすいですが、病態はまったく異なります。

潰瘍性大腸炎とクローン病の違い

発症機序（病態生理）

IBDの発症機序は完全には解明されていませんが、現在は以下の4つの因子が複雑に絡み合って発症すると考えられています。

1. 遺伝的素因 クローン病ではNOD2/CARD15遺伝子変異が代表的で、細菌成分（ムラミルジペプチド）の認識異常を引き起こします。UCではHLA関連遺伝子などが報告されています。

2. 腸内細菌叢の異常（dysbiosis） 腸内細菌の多様性低下や病原性細菌の増加が、異常な免疫応答の引き金となります。

3. 腸管バリア機能の破綻 腸上皮のtight junctionの異常により、腸内細菌や抗原が粘膜下に侵入しやすくなります。

4. 免疫応答の異常

• クローン病：Th1/Th17優位の反応で、TNF-α、IL-12、IL-23、IFN-γなどが過剰産生されます
• 潰瘍性大腸炎：Th2優位（非典型的Th2）の反応で、IL-5、IL-13などが関与します

これらの異常により、本来は無害なはずの腸内細菌や食物抗原に対して過剰な免疫応答が持続し、慢性的な炎症が起こります。この理解に基づき、抗TNF-α抗体（インフリキシマブ、アダリムマブ）、抗IL-12/23抗体（ウステキヌマブ）、抗インテグリン抗体（ベドリズマブ）、JAK阻害薬などの分子標的治療薬が開発されています。

なお、IBDは日本では指定難病に認定されており、近年患者数が増加傾向にあります。

（執筆：Claude Opus 4.7）

炎症性腸疾患(IBD)の治療と粘膜治癒に関する科研費研究

炎症性腸疾患(IBD)の治療と粘膜治癒に関する科研費研究をまとめました（2026年4月29日現在のKAKEN情報より、78件）

研究課題名 研究課題名 (英文) 研究課題/領域番号 研究期間 (年度) キーワード 研究分野 審査区分 研究種目 研究機関 研究開始時の研究の概要 研究概要 研究概要 (英文) 研究成果の概要 研究成果の概要 (英文) 研究実績の概要

1. 腸管上皮テロメア伸長による炎症性腸疾患組織構築正常化機構の解明 25K11268 2025-04-01 – 2028-03-31 テロメア長 / 炎症性腸疾患 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(C) 筑波大学 炎症性腸疾患（IBD）の治療目標は炎症を制御し症状を改善させるだけでなく、内視鏡にて潰瘍が存在しない粘膜治癒が提唱されています。これは粘膜の腸管上皮細胞を修復させることが重要ですが、その障害の具合を評価するシステムがありません。我々はIBD上皮モデルにより、粘膜障害にテロメアが関与することを発見しました。本研究ではヒトIBD上皮モデルを用いて、テロメア伸長による組織正常化に関与する鍵分子を探すことを目的としています。この成果は炎症性疾患に対して上皮細胞の視点から病気を完治させることが期待されます。
2. 好中球様単球の誘導機構と腸炎の病態形成における役割の解明 25K02464 2025-04-01 – 2029-03-31 炎症性腸疾患 / 単球 / マクロファージ / 組織修復 小区分49010:病態医化学関連 基盤研究(B) 横浜市立大学 炎症性腸疾患は、食物や常在細菌叢への暴露によって、炎症が再燃と寛解を繰り返している状態と捉えられている。腸管免疫の均衡回復には、炎症抑制型マクロファージの働きが重要と考えられるが、生体における動態や産生機構は十分に解明されていなかった。申請者は以前に、マウスの腸炎回復期に増加し、粘膜治癒を促進する「好中球様単球」という特殊な単球サブセットを発見し、それまであいまいだった抑制型マクロファージの実態解明に迫る成果を得た。本研究は、好中球様単球の誘導機序、動態と標的を明らかにすることで、単球を介した組織修復機構の全容解明と、炎症性腸疾患の治療法策定に貢献することを目的とする。
3. 腸管粘膜チップを用いた炎症性腸疾患の再現と病態解明 24K23052 2024-07-31 – 2026-03-31 腸管チップ / ヒトiPS細胞 / 生体模倣システム / 炎症性腸疾患 / 粘膜障害 0403:人間医工学およびその関連分野 研究活動スタート支援 京都大学 炎症性腸疾患とは、慢性的な炎症により腸管粘膜が障害される疾患である。粘膜治癒を達成した患者は予後良好であることから、粘膜治癒効果を有する治療薬開発が求められている。しかし、上皮層や間質層だけでなく、粘液層までを含む腸管粘膜の再現はこれまで困難であった。本研究では、ヒトiPS細胞や生体模倣システムなどの細胞培養技術を駆使し、粘液層・上皮層・間質層から構成される腸管粘膜を再現したヒトモデルを開発し、炎症性腸疾患の病態を高い解像度で再現および理解する。 炎症性腸疾患とは、消化管における慢性的な炎症により、腸管粘膜に潰瘍やびらんを生じる疾患である。粘膜治癒を達成した患者では予後が良好であることが報告されているため、粘膜障害を治癒できる治療法が必要とされている。しかし、粘液層および上皮層、間質層を含む腸管粘膜の多層構造を再現したin vitroヒト腸管モデルは存在せず、炎症性腸疾患における粘膜障害の再現は困難であった。そこで、本研究では、ヒトiPS細胞や生体模倣システムなどの高度な細胞培養技術を駆使することで、腸管粘膜を再現したヒト腸管モデルの開発に挑む。開発した腸管粘膜モデルを用いて、炎症性腸疾患の病態解明および創薬研究を実施する。本年度は、生体模倣システムおよびヒトiPS細胞を用いた腸管粘膜チップの開発および炎症性腸疾患の炎症応答の再現を実施した。ヒトiPS細胞から内胚葉および中胚葉を同時に作製し、上皮細胞および間質細胞を分化誘導することで、腸管粘膜を構成する上皮層および間質層を作製した。また、マイクロ流体デバイス内で培地灌流を行いながらヒトiPS細胞を分化誘導することで、粘液層を形成できる成熟した腸管上皮細胞を作製した。さらに、開発した腸管粘膜チップを用いて、炎症性腸疾患患者の腸管で発現上昇することが報告されている炎症性サイトカインに対する応答を調べた。以上の検討により、腸管粘膜チップの開発および、炎症性サイトカインへの応答能の評価を実施した。次年度は、炎症性腸疾患患者における腸管粘膜障害の再現および創薬研究への利用可能性の評価を行う。
4. アミノ酸欠乏シグナルによる腸粘膜治癒を促進する食事療法の開発 Dietary therapy for mucosal wound healing via amino acid starvation signaling 24K20667 2024-04-01 – 2026-03-31 炎症性腸疾患 / GCN2 / 腸粘膜治癒 / 食事療法 / アミノ酸欠乏センサー 小区分59040:栄養学および健康科学関連 若手研究 大阪大学 アミノ酸欠乏のセンサーであるGeneral control nonderepressible 2 (GCN2) は、腸炎に対 して防御効果があることが報告されているが、そのメカニズムは不明な点が多い。我々は GCN2が腸炎を改善させるメカニズムとして、腸粘膜治癒にGCN2シグナルが必須であることを明らかにした。しかし、なぜ粘膜治癒時にGCN2が活性化され創傷治癒を促進するのか、その詳細について は未だ不明である。そこで本研究は、腸粘膜回復期にGCN2シグナルが活性化する機序を解明し、腸粘膜治癒を促進する炎症性腸疾患の新しい食事療法の確立を目指す。 炎症性腸疾患（IBD）は難治性の消化器疾患であり、患者数が増加の一途を辿っている。IBDは未だ根治的な治療法は見つかっておらず、寛解期を長期間維持させることが患者の生活の質向上に重要である。IBDの再燃を予防するためには炎症が治るだけでなく、粘膜治癒を達成することが重要であり、IBDの治療目標とされている。
   このような背景の中、我々はアミノ酸欠乏センサーであるGeneral control nonderepressible 2（GCN2） が粘膜治癒に及ぼす影響に注目した。アミノ酸欠乏時にGCN2が活性化されると、下流のEukaryotic translation initiation factor 2α (eIF2α) がリン酸化され、様々な遺伝子の発現を調節することでアミノ酸欠乏に適応する。このGCN2欠損マウスはデキストラン硫酸ナトリウム（DSS）誘発性腸炎に対して高い感受性を示し、GCN2は腸炎に対して防御効果があることが報告されている。しかし、GCN2が腸炎に対し防御効果を示す詳細なメカニズムはよくわかっていない。そこで本研究は、GCN2の腸炎に対する防御効果のメカニズムを検証した。
   これまでの研究では、GCN2欠損マウスではDSS腸炎からの回復が顕著に遅れることが示された。また、骨髄移植モデルにより、GCN2の腸炎抑制効果は非骨髄細胞が重要であることが判明した。そこで腸上皮細胞株のGCN2をノックダウンしたところ、創傷治癒が顕著に遅延することが示された。これらの結果から、腸上皮細胞由来のGCN2経路が腸炎の防御効果に重要であることが示唆された。今後、腸炎時にGCN2が活性化されるメカニズムについて、免疫学的および微生物学的観点から検証する予定である。
5. 腸管粘膜の障害に焦点をあてた炎症性腸疾患の新規病態メカニズムの解明 24K11150 2024-04-01 – 2027-03-31 細胞外小胞 / 障害腸管上皮細胞 / 炎症性腸疾患 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(C) 三重大学 炎症性腸疾患(IBD)は、消化管の慢性炎症であり難病に指定されている。様々な治療薬が開発されているが治療改善割合は4-5割であり、効果減弱も認める。またIBD治療では、臨床的寛解のみならず、腸管粘膜治癒を目指している。そこで、腸管炎症の増悪機序を解明し、IBDの活動性を抑制できる治療薬や粘膜治癒を評価できるバイオマーカーを開発することが医療上の課題である。
   本研究は、障害腸管上皮細胞由来のEV (IEC-EV)が免疫細胞の集積と活性化を惹起し腸管炎症の増悪機序を解明することを目的とする。さらに、IEC-EV成分を同定しバイオマーカーの開発や新規治療標的の探索を目指す。 腸管上皮株化細胞にデキストラン硫酸ナトリウムを添加し、障害腸管上皮細胞を作製した。その上清を回収しフローサイトメトリーで細胞外小胞の数を定量したところ、障害細胞が細胞外小胞を放出していることが確認できた。さらに、障害を受けて細胞外小胞を出す時間を検討したところ、障害を受けて早期から細胞外小胞を出すことがわかり、細胞の変化を捉えられることがわかった。さらに、細胞の反応をとらえるために、障害を受けた細胞をヒーリングさせたところ、細胞の状態に応じて細胞外小胞の数も変化することがわかった。また標的細胞への活性化を観察するための標的細胞側の実験条件の検討も終了した。
   また、腸管疾患の患者血清での細胞外小胞解析のための検体回収も順調に進んでおり、予定患者数の６割程度の回収が終了した。
6. 腸管炎症病態におけるガス状分子治療薬創出に向けた一酸化炭素の基盤分子機構の解明 Molecular Mechanism of Carbon Monoxide asa Gaseous Therapeutic Molecule against Intestinal Inflammation 24K11092 2024-04-01 – 2027-03-31 一酸化炭素 / 炎症性腸疾患 / 新規一酸化炭素検出プローブ 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(C) 京都府立医科大学 本研究計画では、COの腸管内組織・細胞内局在について新規CO検出プローブを用いて検証し、腸管上皮細胞内シグナル、腸管内免疫担当細胞プロファイルを行い、外因性CO投与時における細菌叢解析・腸管内代謝物メタボロミクス解析を通じて腸内環境解析を実施することにより、COをガス状治療分子とする新規治療法としての基盤形成を目指す計画である。 我々は先行研究において腸管炎症病態において抗酸化酵素Heme Oxygenase-1(HO-1)がマクロファージに発現し、M2形質を誘導することにより抗炎症効果を発揮し、HO-1により生成される一酸化炭素(Carbon monoxide: CO)がTh17リンパ球分化を制御することにより腸炎抑制作用が発揮されることを明らかにし、COが自然免疫（マクロファージ）機構と獲得免疫（リンパ球）機構を繋ぐガス状メディエーターとして作用することを示してきた。一方、外因性に投与されるCOによって腸炎抑制効果のみならず、潰瘍治癒（粘膜治癒）促進効果が得られることを明らかにしており、COの毒性を克服した新規ガス状分子治療薬として局所遊離型CO製剤の開発を達成してきた。本研究では、COをガス状治療分子とした臨床治療応用を支える基盤研究として、CO分子挙動の詳細を明らかにし、その分子機構の詳細を検討するとともに、腸内環境調整作用についても解析
   を行う。本研究計画では、COの腸管内組織・細胞内局在について新規CO検出プローブを用いて検証し、腸管上皮細胞内シグナル、腸管内免疫担当細胞プロファイルを行い、外因性CO投与時における細菌叢解析・腸管内代謝物メタボロミクス解析を通じて腸内環境解析を実施することにより、COをガス状治療分子とする新規治療法としての基盤形成を目指す計画である。2024年度の研究実施では新規CO検出プローブの作成に着手した。
7. 炎症性腸疾患におけるCircular RNA-RNA結合蛋白相互作用の解析 24K11079 2024-04-01 – 2027-03-31 CircularRNA / RNA結合蛋白 / 炎症性腸疾患 / circular RNA 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(C) 旭川医科大学 炎症性腸疾患（IBD)は慢性腸管炎症・腸管外合併症をきたすが、その発症・増悪の機序は不明な点が多い。ncRNAの一種であるcircular RNA（circRNA)は、microRNAやRNA結合蛋白（RBP)との相互作用による転写後調節を担うが、IBD病態への関与は解明されていない。申請者はこれまでIBD患者由来腸管粘膜において多数のcircRNAの発現が変化していること、そのうちhas_circ_0015388がマクロファージのROS発現調節を介して炎症制御に関与することを明らかにした。本研究ではcircRNAとRBPやRNAとの相互作用という新たな視点からIBD病態の解明を目指す。 ＜IBDの腸管炎症に関連するcircRNAの同定と機能解析＞
   IBD患者の血液・組織中におけるcircRNA発現変化:クローン病(CD)患者の回腸非病変部の生検検体(n=4)と対照群として非CDの回腸生検の生検検体(n=4)において、RNA sequencingを
   行い、circular RNAの発現を網羅的に解析したところ、31のcircRNAの有意な発現変化を認めた。これらのcircRNAに関して、45名のCD患者の回腸生検検体を用いてRT-PCRにて発現を検討したところ、CD群においてHsa_circ_0015388の有意な発現上昇を認めた。Hsa_circ_0015388は腸管上皮培養細胞での発現は確認できず、THP-1細胞にて発現していた。siRNAを用いてHsa_circ_0015388の発現を抑制したTHP-1細胞にて検討を行ったところ、ROS産生の有意な上昇を認め、その反応はTNFSF10の発現調節を介していることが明らかとなった。
8. 炎症性腸疾患の新規バイオマーカー・病態関連候補血清ペプチドの網羅的解析 23K14466 2023-04-01 – 2026-03-31 炎症性腸疾患 / バイオマーカー / ペプチドミクス 小区分49010:病態医化学関連 若手研究 聖マリアンナ医科大学 炎症性腸疾患(IBD)は原因不明の難治性炎症疾患であり、潰瘍性大腸炎とクローン病からなる。慢性の下痢・血便・腹痛等により生活の質が低下する為、正確な診断と速やかな寛解導入、長期の寛解維持が重要である。診断及び粘膜評価に必須の内視鏡は侵襲性があり頻回施行が困難な為、代替となる非侵襲的なバイオマーカーの確立が急務である。本研究では、IBD患者血清中のペプチドを網羅的に定量し、IBDの診断、腸管粘膜及び全身の疾患活動性、治療反応性を評価する為のバイオマーカー候補となるペプチドを同定する。更に上記の評価項目で特異的な量的変化を示した血清ペプチドについて、IBDの病因や病態における関与を検討する。 今年度は、潰瘍性大腸炎(UC)の腸管病変及び全身疾患活動性を評価する新規バイオマーカー候補となる血清ペプチドを探索した。UC 60例の血清から弱陽イオン交換でペプチドを抽出し、質量分析でペプチドイオン強度を測定した。116個のペプチドを検出し、これらのイオン強度を用いた主成分分析で4例が外れ値を示した為、以後は56例または下記選定例を対象とした。各ペプチドイオン強度の2群間の平均値の比較をWilcoxon検定、臨床スコアとの相関をSpearman順位相関係数を用い解析した。
   腸管病変活動性のペプチドマーカー探索は、血清採取前後100日内に内視鏡を施行し、この間に疾患活動性の変化及び治療追加がなかった17例を対象とした。各ペプチドイオン強度とUCの内視鏡スコアMESとの間に中等度の相関(0.4<|r|≦0.7)を示すペプチドを18個認め、粘膜治癒群(MES≦1)と非粘膜治癒群(MES≧2)間でイオン強度が変化したペプチドを31個認めた(p<0.05)。全身疾患活動性のペプチドマーカー探索は56例で行い、イオン強度とUCの全身疾患活動性スコアSCCAIの間に中等度の相関を示すペプチドを4個、寛解群(SCCAI≦2)と非寛解群(SCCAI≧3)の間でイオン強度が変化したペプチドを19個認めた(p<0.05)。
   代表例としてペプチドAは、MES・SCCAIと中程度の相関を示し(各r=-0.4869、r=-0.4811)、粘膜治癒群と非粘膜治癒群間及び寛解群と非寛解群間で差を認め、非粘膜治癒群を感度100%・特異度76.9%、非寛解群を感度84.6%・特異度60.5%で検出した。腸管病変及び全身疾患活動性の有用なバイオマーカー候補であり、またMES・SCCAIと負の相関を示すことから、UCの活動性を制御する機能をもち治療標的となる可能性が示された。
9. 腸管局所的JAKシグナル阻害によるIBD新規治療法開発 Development of a novel treatment for IBD by inhibition of topical JAK signaling in the intestin. 23K07413 2023-04-01 – 2026-03-31 炎症性腸疾患 / JAKシグナル / Drug Delivery System 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(C) 東京科学大学(2024) / 東京医科歯科大学(2023) JAK阻害薬はIBDにおいて高い寛解導入率を示し難治例である生物学的製剤不応例においても有効性が認められているものの、感染症や血栓症など全身性の合併症が問題となり安易な導入は回避すべき位置づけとなっている。我々はこのJAK阻害薬を腸管局所へ直接デリバリーさせる坐剤や注腸製剤といった経直腸投与の局所製剤を開発し、薬剤の全身への曝露を回避することで合併症リスクを低減させつつ、直腸を含めた遠位大腸の炎症の鎮静化、それによる臨床的寛解、QOLの改善、粘膜治癒の達成による発癌抑制、長期予後改善をめざす。 JAK阻害薬はIBDにおいて高い寛解導入率を示し、生物学的製剤の不応例にも有効性が認められているにもかかわらず、感染症や血栓症など全身性の合併症が問題となり安易な導入は回避すべき位置づけとなっている。本研究で我々はこのJAK阻害薬を腸管局所へ直接デリバリーさせる坐剤や注腸製剤といった経直腸投与の局所製剤を開発することで、薬剤の全身への曝露を回避し合併症リスクを低減させつつ、直腸を含めた遠位大腸の炎症の鎮静化、それによる臨床的寛解、QOLの 改善、粘膜治癒の達成による発癌抑制、また長期予後の改善をめざしている。
   昨年までの研究結果から、以下のような成果が得られた。1)JAK阻害薬の原末から、試験的な注腸剤を独自に調整することに成功した。2)次に正常マウスにおける毒性試験を行うにあたり、1回投与量や投与期間に関して多岐に亘るプロトコールを作成し、適切と思われるいくつかの条件を見出すことができた。3)そしてこれらのプロトコールを用いて野生型C57BL/6マウス にJAK阻害薬を注腸投与し、網羅的な病理学的解析を行った結果、血栓症や日和見感染、発癌性など想定された副反応を一切誘発しない最適な条件を見出すことに成功した。
   当該研究年度においては安全性が立証された上記プロトコールを用いてDSS腸炎モデルなど複数のIBDモデルマウスを用いて治療の有効性の検討を行った。
10. 炎症性腸疾患におけるアドレノメデュリンの病態意義の解明と予後予測因子としての応用 Pathological functions and prognostic application of adrenomedullin in inflammatory bowel disease. 23K07385 2023-04-01 – 2028-03-31 アドレノメデュリン / 炎症性腸疾患 / 潰瘍性大腸炎 / クローン病 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(C) 福岡大学 アドレノメデュリン（AM）は抗炎症作用、組織修復作用など多彩な機能を有する生理活性ペプチドである。我々はAMを用いた炎症性腸疾患（IBD）の新規治療薬創薬を推進し、医師主導治験（第2相）でIBDに対するAM療法の安全性と有効性が示唆された。一方でAMは市中肺炎や心不全などの疾患バイオマーカーとしての有用性が報告されており、我々の予備的な検討においてもIBDの疾患活動性と血漿AM値に有意な関連性を認めている。本研究では消化管領域におけるAMの臨床応用を目指し、IBDにおけるAMの病態生理機能、AMを用いた治療効果・予後予測因子の探索、腸炎モデル動物を用いた腸炎におけるAMの病態機能解明を進める。 本研究は、①臨床研究：IBD患者を対象とした臨床研究（1-1 炎症性腸疾患（IBD)患者におけるAMの病態生理機能の解明、1-2 IBDの治療効果・予後予測因子としての応用）、②基礎研究：腸炎動物モデル動物を用いた基礎的研究（AM療法による消化管粘膜修復における血流改善や線維化に関する検討）の二つのテーマで進めている．
    【臨床研究】今年度はpreliminaryに、IBD患者における治療反応性因子の特定を目的として各種パラメーターを検討した．【方法】2020年11月から2023年3月までに当施設で潰瘍性大腸炎およびクローン病に対してインフリキシマブ(IFX)/アダリムマブ(ADA)療法中の患者を対象とした．バイオマーカー(WBC，ESR，CRP，Plt，Alb，LRG，FC)や活動性スコア(Partial Mayo score・UCEIS，CDAI・SES-CD)，IFX/ADA血中濃度，血清・腸管組織中のサイトカイン(TNF-α，IL-6，TGF-β，IL-17，IFN-γ，OSM)を経時的に評価した．【結果】対象は33例で臨床寛解率は67%，粘膜治癒率は45%であった．54/56週時点の臨床寛解群・非臨床寛解群にわけて0週時の各種項目を比較したところ，IFX投与例(n=22)では寛解群でCDAI・PMSが低く，LRGが基準範囲内で，血中濃度も高い傾向にあった．ADA投与例(n=11)では寛解群でCDAI・SES-CD・PMSは低く，FCが基準範囲内であった．血清サイトカインを測定し得た6例で変動値を比較したが差は認めなかった．腸管組織中サイトカインを測定し得た3例では，0週には高値であったTNF-α，TGF-β，OSMが有意に減少していた．
    【基礎研究】アドレノメデュリン測定系の構築準備を進めた．
11. クローン病小腸病変における区域依存的幹細胞特性の解析と再生医療への応用 23K07352 2023-04-01 – 2026-03-31 クローン病 / オルガノイド / シングルセル解析 / 幹細胞 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(C) 東京科学大学(2024) / 東京医科歯科大学(2023) 消化管難病の一つであるクローン病は区域性に病変を呈する特徴を有し、特に小腸活動性区域における粘膜治癒の達成は長期的な予後改善に極めて重要である。しかしながら同疾患の区域性病変分布を規定する要因等は未だ明らかでない。本研究ではクローン病の区域性病変分布が「区域依存的幹細胞特性」に起因するという仮説を立て、同患者の小腸活動性区域・非活動性区域に分布する腸上皮幹細胞についてオルガノイド培養技術を用いたシングルセル解析を実施する。本研究の遂行により、クローン病小腸病変の分布を規定する幹細胞特性の有無が明らかとなるのみならず、同知見を利用した新規治療への速やかな応用も期待できる。 本課題ではクローン病の区域性病変分布は当該消化管領域における「区域依存的幹細胞特性」に起因するという仮説を立て、クローン病患者の小腸活動性区域・非活動性区域に分布する腸上皮幹細胞について、オルガノイド培養技術を用いたシングルセル・レベルの解析を実施し、クローン病小腸病変の分布を規定する幹細胞特性の有無が明らかとすることを目的として研究を推進している。本年度は当初研究計画に従い「小腸内視鏡画像と紐付いた部位・区域別クローン病小腸上皮オルガノイドライブラリの構築」、「部位・区域別クローン病オルガノイドのscRNA-Seq/WGS及び機能解析」、及び「部位・区域別クローン病内視鏡画像-病理画像-幹細胞特性連関の人工知能解析」について研究を実施した。その結果、以下の様な成果を得ている。1)異なる小腸区域よりクローン病患者由来小腸オルガノイドを樹立し、前年度と比較しライブラリ構築における症例数の蓄積が更に進展した。各々のオルガノイドについて、内視鏡画像と紐付く形で構築を更に進展した。効率的にクローン病患者由来小腸オルガノイドを樹立・増幅するための単離・培養法について、標準法を確立した。2)樹立した患者由来オルガノイドについてscRNA-Seqに関する条件検討の最適化を進め、生細胞のうち上皮細胞を高純度で選択・選別しライブラリ構築を行う安定したパイプラインを確立した。3)小腸内視鏡所見(内視鏡スコア)と病変タイプ、疾患活動度等に関する患者データの集積を進め、患者の予後を規定する因子にとして、特に深部小腸に局在する病変の重要性を明らかとした。
12. 炎症性腸疾患患者に生じる粘膜治癒後の腹痛機序解析ーHPA axisの包括的評価ー Evaluation of abdominal pain after mucosal healing in patients with inflammatory bowel disease -comprehensive analysis of HPA axis- 22K16013 2022-04-01 – 2026-03-31 炎症性腸疾患 / Quality of life / 脳腸相関 / 過敏性腸症候群 / 腹痛 / HPA axis / 腸内細菌 小区分53010:消化器内科学関連 若手研究 新潟大学 炎症性腸疾患（IBD: Inflammatory Bowel Disease）患者では粘膜治癒達成後も高い頻度で腹痛がみられるが、その詳しい病態は解明されていない。ストレスによるHypothalamic-Pituitary-Adrenal（HPA）axisの賦活化が、IBD患者における腹痛に関与している可能性があるが、検討は不十分である。本研究ではまず多角的視点で臨床データを収集し、患者の詳細なクラスタリングを行う。次いで大腸検体、血液検体を用いて、HPA axisに関連する因子を評価する。HPA axisを形成する各因子の関連を詳細に解析し、腹痛の程度を反映するバイオマーカーの発見を目指す。 2025年5月の時点で計410名の消化器疾患患者について、GSRS-IBS、Brief pain inventoryを用いた腹痛や他部位の痛みの調査、精神症状についてHADSを用いての評価、腹痛の有無、便秘・下痢といった消化器症状の有無、SF36を用いたhealth related QOLの調査、といった情報を含むデータベースを作成した。データベースには潰瘍性大腸炎74名、クローン病74名が含まれており、IBD患者については病勢についても調査を行っている。SF36や消化器症状については経時的な変化を記録した。IBD患者40例で便検体の採取を終え、便検体の解析も終了している。腸内細菌の解析結果とデータベース上の臨床症状との関連について解析、結果の解釈を進めている。また結果の解析、解釈と同時に論文執筆中。
13. 炎症性腸疾患における腸管上皮障害評価システムの構築 Development of an evaluation system for intestinal epithelial disorders in inflammatory bowel disease. 22K08048 2022-04-01 – 2025-03-31 炎症性腸疾患 / IBD人工モデル / 上皮障害度 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(C) 筑波大学 炎症性腸疾患（IBD）は寛解と再燃を繰り返す難治性の疾患です。現在の治療目標は炎症を制御し症状を改善させるだけでなく、内視鏡的に潰瘍が消失する粘膜治癒が提唱されています。これは炎症細胞に加えて腸管上皮細胞の修復までが予後と密接に関わることを意味していますが、上皮細胞の障害度を評価するシステムは確立されていません。本研究では、IBD患者検体由来の組織からオルガノイドを樹立し多角的な解析により上皮障害度を評価するシステムを構築することを目的としています。得られる成果により、炎症性疾患に対して上皮細胞の視点から疾患を制御するという新しい概念の創出が期待できます。 炎症性腸疾患（IBD）は寛解と再燃を繰り返す難治性の炎症性腸疾患である。現在の治療目標は炎症を制御し症状を改善させるのみならず、内視鏡的に潰瘍が存在しない粘膜治癒が提唱されているが、上皮細胞の障害度を組織学的、機能的に評価するシステムは存在しない。申請者らはヒト大腸オルガノイドによるIBD人工モデルを構築し、IBD上皮脆弱性に関与する因子群を同定した。脆弱性因子を抑制させると炎症環境下においても上皮細胞の増殖促進を認めたことから、上皮細胞の脆弱性はIBDの病勢や予後に密接に関与するかを解析した。その結果、上皮障害度を評価するシステムの基盤を構築している。 Inflammatory bowel disease (IBD) is a refractory inflammatory bowel disease with repeated remissions and relapses. Current treatment targets not only control inflammation and improve symptoms, but also advocate endoscopic ulcer-free mucosal healing, but no system exists to assess the degree of epithelial cell damage histologically and functionally. The applicants established an artificial model of IBD with human colonic organoids and identified a group of factors involved in IBD epithelial vulnerability. As suppression of the fragility factors promoted epithelial cell proliferation even in an inflammatory environment, they analysed whether epithelial cell fragility is closely related to the disease severity and prognosis of IBD. The results provide the basis for a system to assess the degree of epithelial damage.
14. プロテオーム解析によるクローン病小腸病変の血液バイオマーカーの探索的研究 Discovery study of biomarkers of small bowel lesion in Crohn’s disease by proteome analysis 22K08019 2022-04-01 – 2025-03-31 クローン病 / 小腸病変 / バイオマーカー / プロテオーム解析 / 小腸 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(C) 藤田医科大学 クローン病は日本では年間5万人近くが罹患し、増加の一途を辿っている原因不明の肉芽腫性炎症性腸疾患で、厚生労働省指定難病になっている。特に、小腸病変単独の小腸クローン病では初期は症状に乏しく、狭窄が高度になってから診断されることが多い。小腸病変の画像診断法にはCT、MRI、小腸造影、内視鏡があるが、スクリーニング検査の位置付けではない。便中カルプロテクチンは鋭敏な炎症マーカーであるが、採便が困難な場合や便の持参に抵抗感がある。血液のバイオマーカーは特異性に乏しく偽陰性も多い。そこで、本課題ではクローン病小腸病変の存在および疾患活動性を予測する世界発の新たな血液バイオマーカーの探索を目的とする。 クローン病小腸病変の存在および疾患活動性を予測する新たな血液バイオマーカーを探索するために、ペプチド分画システムを用いた定量的質量分析法によるプロテオーム解析を行い、以下の候補タンパク質A、Bを同定した。タンパク質Aは活動期小腸/活動期大腸比=4.395、寛解・改善治療前後比=0.912、小腸・大腸寛解治療前後比=0.791、不変治療前後比=0.913。タンパク質Bは活動期小腸/活動期大腸比=0.115、寛解・改善治療前後比=0.358、小腸・大腸寛解治療前後比=0.362、不変治療前後比=0.904。 We aimed to search for new blood biomarkers that predict the presence and inflammation of small bowel lesions in Crohn’s disease by using proteome analysis with quantitative mass spectrometry and a peptide fractionation system. Herein, we identified the following two candidate proteins A and B. Protein A has active small intestine/active colon ratio = 4.395, remission/improvement pre-/post-treatment ratio = 0.912, small and large intestine remission pre-/post-treatment ratio = 0.791, unchanged pre-/post-treatment ratio = 0.913; while protein B has active small intestine/active colon ratio = 0.115, remission/improvement pre-/post-treatment ratio = 0.358, small and large intestine remission pre-/post-treatment ratioratio = 0.362, unchanged pre-/post-treatment ratio = 0.904.
15. T細胞移入腸炎モデルを用いた骨格筋由来アイリシンの粘膜治癒効果と作用機序の解明 Mucosal healing effect and underlying mechanisms of skeletal muscle-derived irisin in a T cell-transfer model of colitis 22K07001 2022-04-01 – 2025-03-31 腸管上皮再生 / 腸上皮オルガノイド / Wnt/β-カテニン伝達経路 / Focal Adhesion Kinase / 上皮再生 / オルガノイド / 骨格筋マイオカイン / FAK シグナル経路 / Wnt/β-カテニンシグナル伝達経路 / Wnt/β-カテニンシグナル経路 / 腸管上皮オルガノイド / T細胞移入大腸炎 / マイオカイン・アイリシン / 粘膜治癒 / T細胞 小区分49030:実験病理学関連 基盤研究(C) 三重大学 骨格筋マイオカイン・アイリシンは骨格筋から分泌され、細胞表面受容体インテグリンに結合することにより、骨や神経再生を促進する作用に加え、腸管粘膜炎症を抑制することが示唆されているがそのメカニズムは依然不明である。アイリシンが上皮細胞インテグリンだけでなく、T細胞インテグリンに結合し、リンパ球活性化を制御するという予備研究データに基づき、本研究ではマイオカイン・アイリシンの抗炎症作用と粘膜治癒効果をT細胞移入慢性腸炎モデルと腸管上皮オルガノイドで検討する。 骨格筋から分泌されるアイリシンの腸管上皮細胞増殖に対する効果についてマウス腸上皮オルガノイドを用いて検討を行った。運動後の血中濃度に相当する有効用量（100 ng/mL) のアイリシンが腸上皮オルガノイドの細胞増殖・分化を積極的に促すことが確認された。アイリシンがWnt/β-カテニンとその標的遺伝子（Lgr5とCyclinD1）の発現を誘導する一方、Focal Adhesion Kinase (FAK）の活性化を促進し、FAK阻害剤でアイリシンの効果が抑制されることから、アイリシンがWnt/β-カテニンシグナル伝達経路に加え、FAK活性化を介し、腸管上皮細胞増殖・分化を促進することが示された。 In this study, mouse intestinal organoids were used to assess the effects of irisin on the proliferation of the intestinal epithelial cells. At a concentration of 100 ng/mL irisin significantly increased the growth of the intestinal organoids and upregulated the Wnt/β-catenin and focal adhesion kinase (FAK) signaling pathway genes. Notably, a FAK inhibitor 14 blocked the effects of irisin on the proliferation of the intestinal epithelial cells by inhibiting FAK phosphorylation, as well as the expressions of Wnt target genes. Taken together, irisin activates Wnt/β-catenin and FAK signaling pathways in the intestinal epithelial cells, thereby promoting intestinal epithelial self-renewal under normal homeostatic conditions and intestinal epithelial regeneration upon damages.
16. 炎症性腸疾患の難治化における抗癌剤感受遺伝子Schlafen11の臨床的意義 Clinical significance of the anticancer drug sensitivity gene Schlafen11 in the treatment of refractory inflammatory bowel disease 21K20887 2021-08-30 – 2025-03-31 Schlafen11 / 潰瘍性大腸炎 / 炎症性腸疾患 / JAK阻害薬 / SLFN11 / 腫瘍生物学 0902:内科学一般およびその関連分野 研究活動スタート支援 弘前大学 本邦における炎症性腸疾患（inflammatory bowel disease; IBD）の新規登録数は増加傾向であり、その病態解明並びに診断・治療戦略の構築が急務となっている。近年、IBDの内科的治療成績は進歩したが、難治性症例や炎症性発癌により手術を要する症例も依然存在する。IBDにおけるSLFN11発現の評価は、治療薬選択並びに腸管病変検査の最適化につながると考えている。 SLFN11は、内視鏡による重症度スコア増加と相関して潰瘍性大腸炎患者の粘膜で発現していた。その後、内視鏡的寛解した症例において、可逆的なSLFN11抑制が認められた。SLFN11発現はIFN-JAK経路を介して制御されるため、様々なJAK阻害剤は癌細胞株においてSLFN11抑制を確認した。トファシチニブによる治療が奏効した患者では、治療前の腸管上皮細胞におけるSLFN11発現が高かった。粘膜におけるSLFN11発現とアポトーシスの解析では、トファシチニブ有効群では、いずれも上昇していたが、相関は非常に弱く有意ではなかった。 SLFN11 was expressed in UC mucosa accompanied with the severity by MES (n＝20/group, p＝0.0003). Then, individual paired samples that achieved endoscopic remission or decreased MES by some medications showed reversible SLFN11 depression (n＝16, p＝0.0013). Since SLFN11 expression was controlled via IFN-JAK pathway, various JAK inhibitors suppressed SLFN11 in cancer cell lines. Furthermore, patients with successfully treated by Tofacitinib had high SLFN11 expression in intestinal epithelial cells at the baseline. Finally, we analyzed the SLFN11 expression and amount of apoptosis in mucosa. Both had been elevated in the Tofacitinib-effective group. However, the correlation was very weak and not significant (r＝0.06, p＝0.29).
17. 大腸上皮細胞を介したIL-22とIL-33のクロストークが粘膜免疫へ及ぼす影響 Effects of IL-22 and IL-33 Crosstalk via Colonic Epithelial Cells on Mucosal Immune Responses 21K07893 2021-04-01 – 2025-03-31 IL-33 / IL-22 / 粘膜防御機構 / 大腸上皮細胞 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(C) 浜松医科大学 一般的に難治性潰瘍性大腸炎の大腸粘膜においては『消化管粘膜バリア機構の破綻→抗原が容易に粘膜下に侵入→免疫担当細胞の活性化→TNFα等の炎症性サイトカインの産生→炎症反応惹起→粘膜治癒の遅延』という悪循環が起きている。この研究においては大腸上皮細胞を介したIL-22とIL-33のクロストークに着目し、全身性の後天的免疫を低下させることなく、腸管粘膜におけるinnate immunityを増強させることによりその悪循環を断ち、さらに難治の原因となる好酸球の活性化を抑制することにより難治性潰瘍性大腸炎を治癒に導くことを目標としている。 潰瘍性大腸炎は粘膜表層に限局した炎症を特徴とし、粘膜防御機構の破綻と免疫細胞の活性化が病態に関与する。近年、上皮細胞由来IL-33およびそれに応答するILC2-好酸球経路の関与が報告されている。一方、IL-22は腸管上皮細胞に作用してSTAT3を介し、ムチンや抗菌ペプチドの産生を促進し、防御機構を強化する。IL-22がIL-33発現を抑制する可能性があり、両者のクロストークが炎症制御の鍵と考えられる。本研究では、大腸上皮細胞におけるこの相互作用の分子機構を解明し、AhR活性化物質によるIL-22誘導を通じた治療戦略の可能性を検証する。 Ulcerative colitis is characterized by inflammation confined to the superficial mucosa, involving disruption of mucosal defense and immune cell activation. Recent studies suggest that epithelial cell-derived IL-33 and the IL-33–ILC2–eosinophil axis contribute to refractory disease. In contrast, IL-22 acts on intestinal epithelial cells, enhancing mucosal defense by inducing mucins and antimicrobial peptides via STAT3. IL-22 may suppress IL-33 expression, and their crosstalk could be central to inflammation control. This study aims to elucidate the molecular mechanisms of this interaction in colonic epithelial cells and explore the therapeutic potential of AhR agonist-induced IL-22 expression.
18. 粘膜バリアの再構築に基づく再燃予防を目指す炎症性腸疾患に対する治療戦略の創出 Creation of New Therapeutic Strategy for Inflammatory Bowel Disease Aiming to Prevent Relapse Based on Rebuilding Mucosal Barrier 21K06593 2021-04-01 – 2024-03-31 動的ネットワークバイオマーカー / ゆらぎ / 未病 / Wars / ヒトIBD / 遷移点 / IBD / 大腸上皮細胞 / 粘膜治癒 / 腸管上皮細胞 / オルガノイド / 粘膜バリア / 粘膜免疫 / 腸管マクロファージ / 創傷治癒 小区分47040:薬理学関連 基盤研究(C) 京都薬科大学(2023) / 富山大学(2021-2022) 現在、腸管の難病である炎症性腸疾患の治療において長期寛解維持を実現することが重要であると世界的に認識されている。しかし、再燃の予防または寛解維持を目的とした治療薬の選択肢は少なく、長期寛解維持を実現させる新規治療薬の創出が求められている。これまでの研究から、腸管マクロファージのIL-10産生を亢進させることが、再燃を予防し、長期の寛解維持を実現できるのではないかと考え、探索研究から腸管マクロファージにおけるIL-10産生を亢進させる候補薬物としてベルベリンを見出した。そこでベルベリンが、再燃を予防することにより、長期寛解維持を実現するリード化合物として有用であることの検証を本研究で遂行する。 本研究は再燃を予測して予防的介入を行うことを目的に、遺伝子発現の揺らぎに着目して健康状態から疾病状態への遷移を科学的かつ客観的に捉える新たな数理解析手法であるDNB解析をIBDモデルマウスに適用した。その結果、大腸炎の発症前に27個のDNB遺伝子が同期して大きく揺らぐ遷移前状態すなわち未病状態を検出した。次にDNB遺伝子が病態生理学的に意味をもつ遺伝子であることを実証するため、制御理論解析およびGEO databaseを用いたヒトIBD患者でのDNB遺伝子の発現解析を行い、DNB遺伝子の中でWarsに介入したところ、WarsはIBD病態にて保護的に働くことが示唆された。 In this study, we applied DNB analysis, a new mathematical analysis method that focuses on fluctuations in gene expression and scientifically and objectively captures the transition from a healthy state to a disease state, to IBD model mice with the aim of predicting relapse and providing preventive intervention. As a result, we detected a tipping point, i.e., a pre-disease state (Me-byo), in which 27 DNB genes fluctuate substantially and synchronously before the onset of colitis. Next, to determine the pathophysiological significance of the 27 DNB genes, we calculated control theory-based DNB intervention scores and investigated the expression of the 27 DNB genes in human patients with IBD by reanalyzing datasets in the GEO database. We then intervened in Wars among the 27 DNB genes, suggesting that Wars plays a protective role in IBD.
19. 組織学的治癒を目指したIBD病態リセット機構の解明 Elucidation of IBD pathology for histological remission 21H02898 2021-04-01 – 2024-03-31 炎症性腸疾患 / 体外モデル / ヒト体外モデル / 炎症塑性 / 塑性リセット 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(B) 筑波大学 炎症性腸疾患（IBD）は難病であり再燃することが問題です。それは治療しても腸粘膜の異常が残り、バリア機能が低下しているためとされています。実際の臨床では粘膜だけでなく組織まで治す治療が目標とすることが提唱されていますが、その原因は不明です。本研究ではヒト大腸体外IBDモデルを利用して、長期炎症による上皮細胞病態形成機構及びその病態を回復させる分子機構を解明し、IBD組織学的治癒開発の基盤構築を目的としています。得られる成果は慢性炎症における塑性病態をリセットする機構を解明することにより、IBD治療だけでなく他の炎症性難病の治療開発及び炎症発癌における発癌予防など幅広い活用が期待できます。 ヒトIBD擬似モデルにおける腸管上皮幹細胞炎症塑性獲得機構解析においては、長期炎症特異的因子群の発現からSLFN11を同定し、CRISPRでの欠損もしくは強制発現により動揺させた。また、IBD患者臨床検体にても発現していることを確認した。また、本モデルで炎症によりテロメア長が短縮することを発見した。ヒト細胞において炎症刺激のみでテロメアが短縮することを初めて発見した。炎症刺激除去後もテロメア短縮は持続しており、IBD病態との関連が示唆された。 In an analysis of the mechanism of intestinal epithelial stem cell inflammatory plasticity acquisition in a human IBD pseudomodel, SLFN11 was identified from the expression of long-term inflammation-specific factors and was disrupted by deletion or forced expression using CRISPR. It was also confirmed that it was expressed in clinical specimens from IBD patients. We also discovered that inflammation shortens telomere length in this model. We discovered for the first time that inflammatory stimulation alone shortens telomeres in human cells. Telomere shortening persisted even after removal of the inflammatory stimulus, suggesting a relationship with IBD pathology.
20. ヒト体外腸疾患in vivoモデルを用いたIBD上皮脆弱性リセット治療の開発 The development of the treatment for complete remission of IBD using human in vivo model 20K22867 2020-09-11 – 2022-03-31 炎症塑性リセット / オルガノイド / ヒト体外モデル / 潰瘍性大腸炎 / 炎症性腸疾患 / 粘膜治癒 / 上皮脆弱性 0902:内科学一般およびその関連分野 研究活動スタート支援 東京医科歯科大学 炎症性腸疾患（IBD）は一旦「寛解」するも「完治」はせず、再燃するため罹病期間が長期となる難病である。寛解時の腺管のねじれなど腸管上皮細胞の形質塑性や脆弱性による潰瘍再発は以前より指摘されているがその原因は不明である。申請者は長期炎症で不可逆的に機能不全に陥った上皮細胞「塑性」こそ病態の根幹であり、塑性獲得機構及び脆弱性リセット機構の解明がIBD病態解明や治療法開発に直結すると着想した。本研究は独自に構築したマウスモデルをさらにヒト体外長期炎症in vivoモデルにまで発展させ、ヒト腸管上皮幹細胞における長期炎症下での塑性獲得機構及び脆弱性リセット機構を解析する。 炎症性腸疾患(IBD)は一旦「寛解」するも「完治」はせず、再燃するため罹病期間が長期となる難病です。寛解時でも腺管のねじれなど腸管上皮細胞は完全に正常化しておらず、脆弱性による潰瘍再発は以前より指摘されていますがその原因は不明です。本研究においてモデルを構築し、炎症モデルにおける網羅的遺伝子発現解析から特異的因子を同定しました。これらの因子を欠損させると炎症刺激下においても細胞増殖を認めるなど炎症脆弱性のリセットに成功しました。潰瘍性大腸炎患者においてもその因子の発現を確認したことから新規治療標的であることが示唆されました。 Inflammatory bowel disease (IBD) is an intractable disease that once “in remission” is not “cured,” but rather relapses, resulting in a prolonged illness period. Even in remission, the intestinal epithelial cells, such as the crypt distortion, have not completely normalized, and ulcer recurrence due to its fragility has long been reported, but its cause is unknown. In this study, we constructed a model and identified specific factors based on comprehensive gene expression analysis in an inflammatory model using human colonic organoids. We succeeded in resetting the inflammatory vulnerability, as cell proliferation was observed even under inflammatory stimuli when these factors were deficient. The expression of the factors was also confirmed in patients with ulcerative colitis, suggesting that they are novel therapeutic targets.
21. 炎症性腸疾患の粘膜治癒過程における浸透圧変化の影響 Osmotic change in the mucosal healing process of infammatory bowel disease 20K17061 2020-04-01 – 2022-03-31 炎症性腸疾患 / 浸透圧変化 / 粘膜治癒 小区分53010:消化器内科学関連 若手研究 慶應義塾大学 IBDは原因不明の難治性腸炎であり、潰瘍性大腸炎やクローン病がそれに含まれる。従来は臨床症状に重点が置かれていたが、近年は腸管の粘膜治癒を病理学的に評価するようになり、また、新しい生物学的製剤や免疫調節薬、食事療法の改良などにより治療選択肢は広がったものの、体系的な治療指針を示すには未だ至っておらず、本疾患の病態発症機序の解明ならびに新規治療標的の発見が必要である。本研究は、IBD腸管の粘膜治癒過程における粘膜微小環境の浸透圧変化と免疫系細胞の動きに注目し、両者を関連付ける分子としてNFAT5の働きに注目し、粘膜治癒をエンドポイントとする新しいIBD治療の開発を目標とするものである。 IBD腸管の粘膜治癒過程における粘膜微小環境の浸透圧変化と免疫系細胞の動きに注目し、両者を関連付ける分子としてtonicity-responsive enhancer-binding protein (tonEBP)の働きに注目し、粘膜治癒をエンドポイントとする新しいIBD治療の開発を目的とした。本研究により、粘膜での浸透圧変化によりtonEBPをはじめとした浸透圧応答タンパクが間質に存在するマクロファージにおいて活性化することを見出し、かつその活性化が粘膜治癒過程と相関することが明らかとなった。 This study focused on osmotic changes in the mucosal microenvironment and the dynamics of immune system cells during the mucosal healing process of the intestinal mucosa in inflammatory bowel disease (IBD), and focused on the function of tonicity-responsive enhancer-binding protein (tonEBP) as a key molecule that links the two. The aim of this study was to develop a new IBD treatment with mucosal healing as the endpoint. In this study, we found that osmotic pressure-responsive proteins such as tonEBP are activated in macrophages in the interstitial space by osmotic pressure changes in the mucosa, and that the activation is correlated with the mucosal healing process.
22. クローン病患者おける抗IL-12/23p40抗体の治療効果予測因子の同定 Exploration of predictive markers of therapeutic response to anti-IL-12/23p40 antibody in patients with Crohn’s disease. 20K16992 2020-04-01 – 2023-03-31 クローン病 / 抗IL-12/23p40抗体 / Th分化 / 遺伝子発現解析 / 潰瘍性大腸炎 小区分53010:消化器内科学関連 若手研究 九州大学 クローン病は炎症性腸疾患の一病型であり、再燃寛解を繰り返すことで狭窄や瘻孔を形成する難治性の病態である。抗Interleukin-12/23p40抗体であるUstekinumab(UST)は、抗TNF-α抗体製剤不応例や効果減弱例への治療効果が明らかとなり、難治性クローン病に対する新たな治療選択肢と位置づけられている。一方で、USTへの治療効果予測因子に関する知見少なく、UST不応例に対する治療指針も定まっていない。本研究では、UST新規導入患者の腸管粘膜や血液サンプルにおける遺伝子プロファイルや免疫関連因子の解析を通じて、治療効果予測因子およびUST不応例への新たな治療標的の同定を目指す。 本研究では、抗IL-12/23p40抗体療法を新規導入したクローン病患者の末梢血T細胞におけるTh分化の変化を解析した。また、腸管粘膜組織における遺伝子発現解析を行った。同様の解析を抗TNFα抗体療法を新規導入した患者にも行い、両者の比較を行った。結果、抗IL-12/23p40抗体療法を行った患者群において、治療後に末梢血中のTh17細胞比率の有意な減少が確認された。また、腸管粘膜組織においてはTh17分化に関わる遺伝子発現が抑制されていた。この抑制された遺伝子は抗TNFα抗体療法で変動したものとは別種類のものであった。 In this study, we analyzed changes in Th differentiation in peripheral blood T cells from Crohn’s disease patients newly inducted anti-IL-12/23p40 antibody therapy. Gene expression analysis in intestinal mucosal tissues was also performed. The same analysis was performed on patients newly inducted anti-TNFα antibody therapy, and the two groups were compared. The results showed a significant decrease in the ratio of Th17 cells in peripheral blood in the group of patients treated with anti-IL-12/23p40 antibody. In addition, gene expression related to Th17 differentiation was suppressed in the intestinal mucosa tissue. The suppressed genes were differeant from those altered by anti-TNFα antibody therapy.
23. 潰瘍性大腸炎患者における免疫学的便潜血検査自宅測定の有用性の検討 Investigation of the usefulness of home-based measurement of fecal immunochemical test in patients with ulcerative colitis. 20K12669 2020-04-01 – 2024-03-31 潰瘍性大腸炎 / 免疫学的便潜血検査 / セルフマネジメント / 在宅自己測定 / 免疫学的便潜血反応 / 在宅自己管理検査システム 小区分90130:医用システム関連 基盤研究(C) 岡山大学 潰瘍性大腸炎患者による免疫学的便潜血検査の自宅測定の実施が可能であるか，またその結果が再燃の早期予測に貢献し，予後向上に寄与できるかを明らかにするため，以下の研究を行う．①潰瘍性大腸炎患者による在宅便潜血検査と大腸内視鏡検査における粘膜炎症の評価結果の関連を解析する．②在宅便潜血検査介入群（自宅にて2週毎に便潜血測定と症状スコアをつける群）と非介入群（自宅にて2週毎に，症状スコアをのみをつける群）に割り付け，追加治療必要な再燃の有無，外来院回数，入院の有無，1年後の内視鏡的活動性などの比較を行う． 本研究の最終の目的は，潰瘍性大腸炎患者による免疫学的便潜血検査の在宅自己測定が再燃の早期予測に貢献し，予後向上に寄与できるかを明らかにすることである．まず今期は，患者が便潜血キットを用いて，①自宅で測定を問題なく行うことができ，その測定結果が院内測定結果や大腸粘膜の炎症所見（内視鏡所見）と一致するかの確認，②在宅自己測定の継続が可能かの検証を行うことであった．①約90％の患者で在宅自己測定結果と院内測定結果は整合性を認めており，在宅測定で陽性であった症例は内視鏡的活動性が高く，多くが治療強化を必要とした．②現在20例中18例が終了，2例が間もなく終了し，完了となるが，継続性も良好である． The final objective of this study is to clarify whether home-based measurement of the fecal immunochemical test by patients with ulcerative colitis can contribute to early prediction of relapse and improve prognosis. The objectives of this term are to clarify the following, (1) patients can easily perform the test at home using a kit and home-measurement result are consistent with in-hospital measurement results and colonic inflammatory findings (endoscopic findings). (2) to verify whether patients can continue to perform the home self-measurement. (1) The results of home-based measurement were consistent with the in-hospital results in approximately 90% of patients, and patients with positive home-measurement result had colonic inflammation and required intensified treatment. (2) Eighteen of the 20 patients have been completed, and the continuity of h home-based measurement appears to be good.
24. 直腸環境の特殊性からみる潰瘍性大腸炎の再燃機序 Mechanisms of Ulcerative Colitis Relapse Based on the Particularities of the Rectal Environment 20K08389 2020-04-01 – 2023-03-31 潰瘍性大腸炎 / 再燃機序 / 直腸環境 / 粘膜バリア機能 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(C) 九州大学 潰瘍性大腸炎は、遺伝因子・環境因子・防御因子・免疫学的因子が複雑に絡み合い発症し、再燃・寛解を繰り返す難治性疾患である。直腸から炎症が生じ結腸全体に広がっていく特徴を有しているが、なぜ直腸から炎症が伸展していくか、何が発症のトリガーになっているか不明である。発症前の病態を評価することは困難であるが、治療後の炎症改善時 (寛解時) の病態を詳細に評価することは可能であり、寛解時の直腸を多角的に検討することで再燃に係わる因子や発症機序を解明出来ると考えている。 潰瘍性大腸炎 (以下UC)は、再燃・寛解を繰り返す難治性疾患であるが、明らかな原因は不明である。直腸から炎症が生じ結腸全体に広がっていく特徴を有しているが、なぜ直腸から炎症が伸展していくか、何が発症のトリガーになっているかも分かっていない。今回、我々は寛解時UC患者を多角的に検討し再燃に係わる因子を解析した。今回の解析から、粘膜治癒が得られている寛解期UC患者では、結腸と直腸において細菌叢に差はなかったが、粘膜バリア機能は直腸のみにおいて低下していることが分かった。さらに粘膜のバリア機能低下はIL-1β、IL-6やClaudin 2の発現亢進と関与があることを見出した Ulcerative colitis (UC) is an intractable disease that repeatedly relapses and remits, but its cause remains unknown. UC is characterized by inflammation that begins from the rectum and spreads to the entire colon, but it is not well known why the inflammation extends from the rectum or what triggers the onset of the disease. In this study, we analyzed factors related to relapse in patients with UC in remission from various angles. We found no difference in the bacterial flora between the colon and rectum of patients with UC in remission who had achieved mucosal healing, but the mucosal barrier function was decreased only in the rectum. Furthermore, we found that the decreased mucosal barrier function was associated with increased expression of IL-1β, IL-6, and Claudin 2.
25. 創傷の治癒過程に異所性発現するAIDの新規「細胞外マトリクス構築制御」機能の解明 Novel function “regulation of extracellular matrix construction” of ectopic AID expression in wound healing process. 20K08318 2020-04-01 – 2023-03-31 炎症性腸疾患 / AID / 異所性発現 / AICDA / DSS / 大腸上皮細胞 / 上皮再生 / 細胞外マトリックス / 大腸炎 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(C) 久留米大学 難治性の慢性炎症疾患である潰瘍性大腸炎とクローン病患者の寛解状態を長く維持するためには『粘膜治癒させることが重要』であるが、粘膜の創傷治癒過程に関する理解が不十分である。近年では、基底膜側に存在する間質細胞が腸管上皮幹細胞の恒常性維持と上皮構造のリモデリングに重要な事が報告された 。そこで本研究では、炎症条件下に大腸上皮細胞で異所性発現するActivation-Induced cytidine Deaminase (AID)が、ECM関連分子の発現調節を介して、損傷した大腸粘膜の創傷治癒に重要な間質細胞の種類(バランス)を変化させている可能性について検討を行う。 炎症によって大腸上皮細胞に異所性発現するAIDの役割を明らかにするために、DSS誘発大腸炎モデルを野生型およびAID欠損マウスに用いて検討した。大腸炎の誘導に伴い減少した体重の回復がAID欠損マウスにおいて遅延すること。そして回復期に移行した野生型とAID欠損型マウスの大腸上皮細胞において、細胞外マトリックス関連分子の発現が有意に変化するだけでなく、大腸組織の疾患スコアが野生型と比してAID欠損マウスにおいて有意に高いことが分かった。またAIDを安定発現させた細胞株を用いた実験では、AIDが標的遺伝子に結合することでDNAの脱メチル化を誘導し、その遺伝子の発現を調節する可能性を明らかにした。 To evaluate the role of AID, which is ectopically expressed in colonic epithelial cells (CECs) under inflammatory conditions, wild-type (WT) and AID-deficient mice were evaluated using the DSS-induced colitis model. Restoration of body weight loss after colitis induction is delayed in AID-deficient mice compared to WT mice. In addition, the expression of extracellular matrix-associated molecules in CECs of WT and AID-deficient mice transitioned to the recovery phase was not only significantly altered, but also the disease score of colon tissue was significantly higher in AID-deficient mice compared to WT mice. Additionally, we found that AID, which is ectopically expressed under inflammation conditions, binds to target genes and induces DNA demethylation, possibly regulating the expression of those genes using colorectal cancer cell lines stably expressing AID.
26. NK細胞サブセットによるクローン病新規治療標的の抽出 NK cell-mediated immune regulation for IBD treatment 20K08304 2020-04-01 – 2023-03-31 免疫学 / 腸管免疫 / 消化器病学 / 炎症性腸疾患 / 免疫 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(C) 東京医科歯科大学 我々はこれまでの一貫して腸管粘膜における免疫寛容の誘導機構に注目してきた研究結果から、本研究計画では NK細胞サブセットによる細胞傷害活性を応用したクローン病に対する新規治療法開発を遂行する。本研究はNK細胞による病原性T細胞の制御機構という独自の概念に着目しつつ、NK細胞サブセットの機能解析法、培養技術・移植技術、三次元生体イメージング技術等、我々が独自に樹立している技術を融合し、得られる成果からクローン病新規治療法の開発基盤と技術基盤の樹立を目指した先駆的研究になると期待する。 本研究は申請者がこれまで見出してきた「NK細胞による病原性T細胞の制御機構」という独自の概念を基盤として、NK細胞サブセットによる細胞傷害活性を解明しつつ、その機能不全によって誘導される免疫異常からクローン病に対する新規治療標的を抽出することを目指している。その結果、当該研究期間に得られた成果から、生理的条件下でNK細胞クローンの免疫学的解析が可能であること、そしてT細胞に影響を与えるNK細胞サブセットの免疫学的機能を通じ、クローン病の新規治療標的分子の抽出が可能であることが示唆された。今後、クローン病に対する新規治療法開発の基盤に繋がると期待する。 Inflammatory bowel disease (IBD), including Crohn’s disease, is characterized by unrestrained effecter T cell activation that results in the production of a variety of pro-inflammatory cytokines as well as other mediators. Understanding the mechanisms of lymphocyte regulation is critical in the study of dysregulated mucosal inflammation such as IBD. Associated with this, several studies have revealed the importance of natural killer (NK) cells in the pathogenesis of several autoimmune diseases. In this regard, we were able to observe ex vivo and in vivo activities of effecter T cells modulated by a subset of NK cells. Defining the physiological mechanisms of cytotoxicity by NK cells will lead to a greater understanding of how manipulating effecter lymphocyte function may provide insights into novel treatment of IBD.
27. ガス分子薬開発に向けたヘムオキシゲナーゼ/一酸化炭素による腸内環境調整作用の解明 Heme oxygenase/carbon monoxide-mediated intestinal modulation for the development of gas molecule drugs 20K08292 2020-04-01 – 2024-03-31 Heme Oxygenase-1 / 一酸化炭素 / Bach1 / 潰瘍性大腸炎 / Paraprevotella / Heme oxygenase-1 / 腸内細菌叢 / 皮膚潰瘍 / 大腸潰瘍 / 一酸化炭 / マクロファージ / ヘムオキシゲナーゼ / 腸内環境 / 炎症性腸疾患 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(C) 京都府立医科大学 これまでに我々は、先行研究結果である外因性一酸化炭素(Carbon monoxide: CO)による腸炎抑制効果の知見を元に、COの毒性を克服した新規ガス状分子治療薬の開発を達成し、局所遊離型CO製剤により腸管炎症病態の抑制、粘膜治癒の促進が得られることを明らかにしてきた。しかしながら、腸管炎症病態時に腸管粘膜内に発現亢進するHO-1や外因性COによる腸内細菌叢を含めた腸内環境調整作用についての詳細は不明のままである。そこで、本研究では、COをガス状治療分子とした臨床治療応用を支える基盤研究として、COを介した腸内環境調整作用に着目し、その分子機構の詳細を検討する。 Bach1欠損マウス（Heme Oxygenase-1(HO-1)高発現マウス）では、デキストラン硫酸(DSS)惹起性腸炎が野生型マウスに比較して抑制されることをもとに、Bach1欠損マウス（HO-1高発現マウス）の腸内環境を移植された野生型マウスにおいてもDSS惹起性腸炎が抑制されることを明らかにした。さらに、HO-1高発現環境下で優位性を示す腸内細菌の一つとして同定されたParaprevotella claraの投与により腸炎が抑制されること、さらには、潰瘍性大腸炎患者で有意に減少している菌種であることを確認しており、抗炎症性細菌として有望な候補菌であると考えられた。 Based on the fact that dextran sulphate (DSS)-induced enteritis is suppressed in Bach1-deficient mice (mice with high expression of Heme Oxygenase-1 (HO-1)) compared to wild-type mice, it has been shown that DSS-induced enteritis was suppressed in wild-type mice transplanted with the intestinal environment of Bach1-deficient mice (HO-1-high expressing mice). Furthermore, the administration of Paraprevotella clara, which was identified as one of the intestinal bacteria showing predominance in the HO-1 high-expressing environment, suppressed intestinal inflammation, and was also found to be a significantly reduced species in patients with ulcerative colitis. It was considered to be a promising candidate bacterium as an anti-inflammatory bacterium.
28. 腸管オルガノイドを用いた、好酸球による炎症性腸疾患への関与機構の解明 Unraveling the role of eosinophils in inflammatory bowel diseases using human enteroids 20K08264 2020-04-01 – 2024-03-31 Sigle-8 / 好酸球 / 炎症性腸疾患 / Siglec-8 / シアル酸 / 腸管オルガノイド / Neu5Gc 小区分52050:胎児医学および小児成育学関連 基盤研究(C) 京都府立医科大学 好酸球はその多くが腸管粘膜中に定住するが、腸管感染症や炎症性腸疾患では、これまで 考えられていたような炎症惹起のみならず、粘膜治癒・組織保護にも働くことが分かってきた。これまでの申請者らの研究結果からは、好酸球がシアル酸受容体 Siglec-8 を介して粘膜障害を認識し、組織中の活性酸素濃度を適正化する作用が想定される。
    炎症性腸疾患では重症度に相関して好酸球が血中・組織中に増多しており、好酸球による粘膜 修復の機能不全が考えられる。そこで、オル ガノイドと好酸球との共培養系を構築し、好酸球による活性酸素産生能の変化、粘膜修復への影響を評価する。 本研究の基金提供期間がコロナ禍と重なり、研究代表者が地域の新型コロナ対策の責任者となったため、研究へのエフォートを捻出できなかった。
    コロナ禍の終息後も、研究代表者の職場異動があり、研究エフォートを確保することができなかった。
    以上から、研究時間を蓄積することができず、予備実験のみで研究機関が終了してしまったため、有意な研究成果は得られていない。 The funding period for this study coincided with the COVID-19 pandemic, and the principal investigator, who happened to be in charge of regional control of COVID-19, was unable to allocate the effort for the study.
29. 炎症性腸疾患における新規粘膜関連細菌叢検出法を用いた腸粘膜炎症プロファイルの作成 Intestinal mucosal inflammation profiling using a novel mucosa-associated bacterial flora detection method in inflammatory bowel disease 20K07801 2020-04-01 – 2025-03-31 潰瘍性大腸炎 / 腸粘膜 / 腸粘液 / ソマトスタチン / 粘膜関連細菌叢 / RNAシークエンス / 神経伝達物質 / 神経伝達因子 / クローン病 / フローサイトメトリー 小区分52010:内科学一般関連 基盤研究(C) 名古屋大学 炎症性腸疾患の腸表面の粘膜関連細菌叢から粘膜固有層までの免疫増幅経路は同時に同部位で評価すべき事象である。同じ部位の内視鏡生検検体を用いて、A)粘膜関連細菌叢の最適検出法を見出したうえで採取、細菌16SrRNA次世代シークエンス解析を行う。B)生検組織のフローサイトメトリーによる免疫担当細胞とT細胞の分布解析、細胞内炎症性サイトカインの定量を行い、免疫応答をカテゴリー化する。C)粘膜内蛋白質量解析により、炎症反応のKeyとなる分子の量と種類につき網羅的に解析する。A)B)C)から得た結果を疾患活動性とリンクさせ、腸粘膜炎症プロファイルを作成する。 潰瘍性大腸炎（UC）患者を対象に、内視鏡下での新規腸粘液採取法（ネット・ブラシカテーテル）を用い、腸粘液および粘膜からの細菌叢および炎症関連因子の解析を行った。初年度より、採取手技の確立と粘液内細菌叢の16SrRNAシークエンス、質量分析により炎症マーカーの同定を行った。腸粘液のRNAシークエンスにより神経伝達関連因子が炎症と関連することが判明し、因子X（ソマトスタチン, SST）を特定し、寛解期の粘液中で高発現し、抗炎症作用とバリア機能保持との関係が示唆された。フローサイトメトリー、qRT-PCR、ELISAによりSSTの動態を検証し、活動期との比較で一貫した傾向を再現した。 In patients with ulcerative colitis (UC), we employed novel endoscopic mucus sampling techniques (net and brush catheters) to analyze the mucosa-associated microbiota and inflammation-related factors from intestinal mucus and mucosal tissue. From the first year, we established reliable sampling procedures and identified inflammatory markers using 16S rRNA sequencing and mass spectrometry of mucus samples. RNA sequencing of the intestinal mucus revealed that several neuroregulatory factors were associated with inflammation, among which somatostatin (SST), designated as Factor X, was identified. SST was highly expressed in the mucus during remission, suggesting its anti-inflammatory role and involvement in maintaining barrier function. The dynamics of SST were further validated through flow cytometry, qRT-PCR, and ELISA, consistently demonstrating its differential expression between remission and active disease phases.
30. 腸管免疫寛容誘導と炎症性腸疾患発症過程の解析 Analysis of pathophysiology in the setting of IBD 20H03658 2020-04-01 – 2023-03-31 免疫学 / 腸管免疫 / 消化器病学 / 炎症性腸疾患 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(B) 東京医科歯科大学 我々はこれまでの研究結果をもとに、本研究計画ではIBDモデルの発症過程を詳細に解析する。本研究は「腸管粘膜の免疫恒常性はGALTにおける免疫寛容の誘導によって制御され、その異常がIBDの本態となる」という概念に着目しつつ、新規バイオセンサーおよび生体イメージング技術等、我々が独自に樹立している技術を融合し、得られる成果からはこれまで理解し得なかったGALTにおける新規免疫応答が見出される。またIBDの発症や永続性といった病態メカニズムの理解が可能となり、最終的にIBDの特異的病態に対する新規診断・治療法開発の基盤を創出するものと期待される。 本研究は申請者がこれまで見出してきた「腸管粘膜の免疫恒常性はGALTにおける正常な免疫寛容の誘導によって制御される」という独自の概念を基盤として、5次元生体イメージング技術を応用しつつ、GALTにおける免疫調節機構を詳細に解析することを目指している。その結果、当該研究期間に得られた成果から、定常時のみならず腸炎誘発時の腸管粘膜における抗原提示細胞群の客観的な生化学的、細胞生物学的な解析がin vitroおよびin vivoで可能であることを証明した。さらに現在、こうした実験腸炎モデル誘発時における抗原提示細胞群やリンパ球の詳細な生化学・細胞生物学的解析、また生体イメージング観察を進めている。 Inflammatory bowel disease (IBD), including Crohn’s disease and ulcerative colitis, is characterized by unrestrained lymphocyte activation that results in the production of a variety of pro-inflammatory cytokines and other mediators. Understanding the mechanisms of lymphocyte activation is critical in the study of dysregulated mucosal inflammation such as IBD. In this regard, we have recently established an intravital imaging system to investigate several murine models of IBD, such as DSS colitis and oxazolone colitis. Associated with this, we were able to observe in vivo activities where functions of effecter lymphocytes can be activated in several IBD models. Defining the physiological mechanisms of unrestrained lymphocyte activation will lead to a greater understanding of how manipulation of effecter lymphocyte function may provide insights into novel treatment of IBD.
31. 潰瘍性大腸炎における「JAK分子ネットワーク・プロファイル」の解明と治療への応用 Investigation of novel JAK-STAT pathway in ulcerative colitis. 19K17484 2019-04-01 – 2021-03-31 潰瘍性大腸炎 / クローン病 / JAK阻害薬 / JAK阻害剤 / JAKファミリー分子 小区分53010:消化器内科学関連 若手研究 東京医科歯科大学 本研究ではJAK阻害薬の大腸における効果を独自に確立したオルガノイド培養系やシングルセル解析系を用い、免疫担当細胞・間葉系細胞・腸上皮細胞について分子生化学的・機能的解析を行い、同薬剤が各細胞を標的として如何なる効果を発揮し治療効果の有無が決定されるのか描出することを目指す。本研究の遂行により、複数のサイトカインシグナルが集結するJAK分子を介したシグナル伝達が免疫担当細胞-腸上皮細胞-間葉系細胞連関の中で難治性潰瘍性大腸炎の病態を制御する疾患特異的な「JAK分子ネットワーク・プロファイル」を明らかとし、「炎症の制御」と「上皮再生」が両立・協調可能な「治療最適化」の基盤構築が期待できる。 潰瘍性大腸炎は原因不明の炎症と難治性の潰瘍を起こす難病である。治療には炎症を制御する薬剤が用いられ、そのうちJAK阻害薬は、炎症を引き起こす複雑なサイトカイン・ネットワークを構成するJAK経路を特異的に阻害する。本研究はJAK阻害薬が効果を発揮するために、腸管における多彩な粘膜構成細胞の如何なる細胞を標的とし、如何なる分子機序を介して効果を発揮するのか、そしてその効果の有無が規定される条件を、臨床情報の解析と、患者由来の組織検体を用いた最新のシングルセル解析を行なって解明を試みた。治療有効性を規定する因子の同定にはさらなる解析が必要であったが、臨床情報から治療効果予測に有用な因子が同定された。 Ulcerative colitis is an idiopathic disease which causes chronic inflammation in colon. For the treatment of ulcerative colitis, anti-inflammatory agents are used such as corticosteroid, immune-modulator and biologic agents. JAK inhibitor is one of biologic agent blocking strongly pro-inflammatory JAK pathway in colonic tissue. JAK pathway has a vast cytokine-network interacting numerous other pathways, and it needs to be studied deeply and broadly. This study, using colonic tissue derived from the patients with ulcerative colitis, was aiming to investigate what kind of cells JAK inhibitor has any effects, how JAK inhibitor reduces and blocks proinflammatory response in colonic tissue, and what is the key biomarkers and/or conditions that regulate its treatment efficacy of the patients. We performed single-cell PCR analysis on organoids generated from colonic tissue derived from the patients with ulcerative colitis.
32. RNA結合蛋白-RNA相互作用からみた炎症性腸疾患の発症・進展、合併症の病態解明 Elucidation of pathophysiology for inflammatory bowel disease from the perspective of RNA binding protein-RNA interaction 19K17419 2019-04-01 – 2023-03-31 炎症性腸疾患 / RNA結合蛋白 / micro RNA / エクソソーム / RNA結合蛋白-RNA相互作用 / 腸管外合併症 / RBP・RNA相互作用 小区分53010:消化器内科学関連 若手研究 旭川医科大学 本研究では、炎症性腸疾患(IBD)の腸炎発症および腸管外合併症の発生進展のメカニズムを、RNA結合蛋白(RBP)・RNA相互作用の観点から解明することを目的とする。IBD患者の腸管組織、血清・血清エクソソームにおけるRBPの発現変化および、発現変化のあったRBPに結合するmRNAやmiRNAをトランスクリプトーム解析やマイクロアレイ解析を用いて同定し、腸管炎症の程度や腸管外合併症の有無などと比較検討する。RBPのsiRNAライブラリーや、炎症を誘発した腸管上皮プライマリー細胞・腸炎モデルマウスを用いて、RBP・RNA相互作用の関与について基礎的検討を行う。 炎症性腸疾患(IBD)の腸管・腸管外炎症の発生進展のメカニズムをRNA結合蛋白(RBP)と標的RNA相互作用の面から解析した。実験腸炎モデルや患者由来検体を用いて、腸管組織内のRBPおよび血清由来エクソソーム内のRBPや、標的となるRNAが腸炎の増悪・回復時に変動することを明らかにすることより、RBP-RNA相互作用がIBD病態に関与している可能性を示した。また、IBD患者由来血清による実験腸炎モデルの増悪を明らかにした。エクソソームやRBP-RNA相互作用の面からIBD病態解明および新規治療標的の開発に向けた更なる検討を進める必要がある。 The mechanisms underlying the development and progression of intestinal and extraintestinal inflammation in inflammatory bowel disease (IBD) were analyzed from the perspective of RNA-binding protein (RBP) and target RNA interactions. Using experimental enteritis models and patient-derived samples, we found that RBPs in intestinal tissues and in serum-derived exosomes in addition to changes in target RNAs fluctuate during exacerbation and recovery from enteritis, indicating that the RBP-RNA interaction might be involved in the pathogenesis of IBD. In addition, the exacerbation of experimental enteritis model by the administration of serum derived from IBD patients was clarified in this study. Further research should be conducted to elucidate the pathogenesis of IBD and develop new therapeutic targets in terms of exosome and RBP-RNA interactions.
33. 敗血症における腸管上皮エキソソームによるパラクライン的炎症制御作用 Study of the anti-inflammatory roles of the exosomes from intestinal epithelial cells in sepsis via a paracrine effect 19K09392 2019-04-01 – 2022-03-31 腸管粘膜免疫 / T細胞 / 腸管上皮細胞 / エキソソーム / 細胞接着 / インテグリン / マイクロRNA / 敗血症 / 腸管上皮 / 細胞外小胞 / サイトカイン / 樹状細胞 / 盲腸結紮穿刺（CLP） / マクロファージ 小区分55060:救急医学関連 基盤研究(C) 三重大学 敗血症は感染などに起因する制御不能な全身性の炎症反応が、腸管を含む多臓器の機能不全を惹起するショック病態である。腸管上皮細胞は、炎症の波及により透過性亢進が惹起されるなど傷害を受ける標的細胞であると同時に、メディエーター分泌を介して免疫麻痺など敗血症重症化病態の形成にも関わる制御細胞としても機能する可能性が示唆されるが、その詳細なメカニズムは不明である。本研究では腸管上皮細胞の敗血症での炎症制御における役割を、エキソソーム機能に注目して検討する。 敗血症での全身性炎症反応もしくは免疫不全において樹状細胞の機能が組織ごとで変化する可能性に着目した。マウスの盲腸結紮穿刺の敗血症モデルを樹立し、全身系組織の脾臓組織と腸管粘膜組織の腸間膜リンパ節から分離した樹状の機能を調べた。その結果、脾臓と腸間膜リンパ節の樹状細胞は、T細胞活性化誘導の機能が異なる可能性を示した。また、敗血症において腸管上皮由来のエキソソームが炎症性腸疾患マウスの炎症性サイトカイン分子の発現を抑制し局所での炎症を制御する可能性を確認した。特に、エキソソームのマイクロRNAが、腸管組織のTNF-alphaとIL-17Aの発現制御に働く可能性を報告した。 We have tested a possibility that functions of dendritic cells (DCs) are altered in sepsis, especially between different immune tissues. Using a sepsis model of cecal ligation and puncture (CLP), DCs were isolated from spleen and mesenteric lymph nodes (MLNs) and subjected to analyzing induction of T-cell activation. We have found that spleen DCs and MLN DCs display different activities in eliciting T cell immune responses (Darkwah et al. 2019 Biomedicines). In addition, we examined if intestinal epithelium-derived luminally released exosomes exhibit the capacity in regulating expressions of proinflammatory cytokines. As a result, we found that some of functional miRNAs were supposed to possess an ability to suppress expressions of TNF-alpha and IL-17A (Appiah et al. 2020 International Journal of Molecular Sciences).
34. 皮膚由来3次元組織構造体（オルガノイド）の培養法の確立と解析 Establishment and Analysis of Skin-derived multicellular 3-dimensional in vitro cell models (Organoid) 19K08801 2019-04-01 – 2022-03-31 ３次元構造体 / オルガノイド / ケラチノサイト / 皮膚 / 3次元組織構造体 小区分53050:皮膚科学関連 基盤研究(C) 慶應義塾大学 皮膚の表皮細胞は生体の恒常性維持に重要な役割を担っており、その生体外の器官培養系を確立することは、動物実験代替法となる生体外評価モデルの構築として重要な意味を持つ。これまでにマウスケラチノサイトの初代培養は報告されているが、2次元の培養方法であり、継代培養が困難であるなど、手技的にも熟練を要するものであった。本研究にて得られた皮膚オルガノイドは生体外で遺伝子改変による疾患モデルに応用可能であり、薬剤スクリーニングも可能となり、臨床に貢献できる可能性がある。 マウス皮膚より3次元組織構造体；オルガノイドを作成した。皮膚オルガノイドは基底層側が外側、角化層が内側を向き、内腔に角化物が充満する嚢腫構造を呈し、正常皮膚を模倣する。経時的に観察すると、複数個のケラチノサイトの集塊が発育し、成熟したオルガノイドが形成された。克服すべき課題は、長期培養を可能にすることであった。初代培養と継代培養を比較したRNA-seq解析から、継代によりmTORシグナル伝達経路の抑制が判明した。継代培養群でAktのリン酸化レベルが減少しており、Akt活性が減少しmTOR経路が抑制されることが示唆された。現在、Aktを活性化する小分子SC79が長期培養に寄与するか検証中である。 Mouse skin-derived multicellular 3-dimensional in vitro cell models (Organoid) was established and analyzed. In-vitro generated organoid occur as cysts with a central lumen. Organoid epithelium contains stratum corneum, stratum granulosum, stratum spinosum and basal layer comprising epidermis in vivo. According to the serial observation, it was revealed that aggregated keratinocytes developed into organoids in the presence of cocktails of growth factors. The challenge to overcome was to enable long-term culture. RNA-seq analysis comparing primary and passaging cultures revealed suppression of mTOR signaling pathway upon passaging. The phosphorylation level of Akt was decreased in the passaging culture group, suggesting that down regulated Akt inhibits mTOR pathway. We are currently testing whether SC79, a small molecule that activates Akt, contributes to long-term culture.
35. 腸管上皮オートファジーによる新規免疫調節機構の解析とクローン病新規治療標的の抽出 Immune regulation via intestinal autophagy for the treatment of Crohn’s disease 19K08438 2019-04-01 – 2022-03-31 腸管免疫 / 腸管上皮 / 炎症性腸疾患 / オートファジー 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(C) 東京医科歯科大学 我々はこれまでの研究結果から、本研究では腸管粘膜の免疫恒常性は腸管上皮細胞のオートファジー機能と粘膜内リンパ球とのクロストークによって制御され、その破綻がIBDの本態となるという概念を提唱しつつ、大腸上皮特異的Atg5欠損マウス、大腸上皮細胞の初代(三次元)培養・移植技術、生体イメージング技術等々、我々が既に独自に樹立している技術を融合し、さらに上皮細胞のオートファジーによる腸管粘膜の新規免疫調節機構という新しい概念に着眼する。 本研究は申請者がこれまで見出してきた「腸管粘膜の免疫恒常性は腸管上皮細胞のオートファジー機能と粘膜内リンパ球とのクロストークによって制御され、その破綻がIBDの本態となる」という独自の概念を基盤として、オートファジーによる腸管粘膜の免疫調節機構を解明しつつ、その機能不全によって誘導される免疫異常からクローン病に対する新規治療標的を抽出することを目指している。その結果、当該研究期間に得られた成果から、生理的条件下で腸上皮細胞オートファジー機能を調節しつつ、免疫応答を生化学、細胞生物学的に解析することが可能な実験系の樹立が示唆された。今後、クローン病に対する新規治療法開発の基盤に繋がると期待する。 Inflammatory bowel disease (IBD) including Crohn’s disease is characterized by unrestrained lymphocyte activation that results in the production of a variety of pro-inflammatory cytokines as well as other mediators. Understanding the mechanisms of lymphocyte regulation is therefore of significant importance in the study of dysregulated mucosal inflammation such as IBD. Associated with this, several studies have revealed the importance of autophagy in several cell types of IBD pathology, such as intestinal epithelial cells. In this regard, we were able to observe ex vivo activities where functions of these lymphocytes can be modulated by autophagy in the epithelial cells derived from mouse intestines. Defining the physiological mechanisms of autophagy in intestinal epithelial cells will lead to a greater understanding of how manipulation of effecter lymphocyte function may provide insights into novel treatment of IBD.
36. タイトジャンクション制御による大腸腫瘍予防戦略の構築 Study of tight junction regulators for colorectal tumor prevention 19K08388 2019-04-01 – 2022-03-31 大腸癌 / 大腸腫瘍 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(C) 東京医科歯科大学 本邦の大腸癌罹患者数は過去50年で急増し、その予防法・新規化学療法が求められている。隣りあった大腸上皮細胞はタイトジャンクションにより互いに結合しているが、癌化に伴ってタイトジャンクション関連タンパクの発現は変化し、癌細胞の転移や細胞増殖、癌微小環境の形成に関与することが示唆されてきた。本研究は、大腸癌発症におけるタイトジャンクションの役割を明らかにすることで、大腸癌予防及び治療法の基盤を提供することを目指す。 申請者は、これまで着目してきた「タイトジャンクション制御が腸管炎症及び大腸腫瘍を抑制する」との概念や独自の知見を基盤として、食餌や腸内細菌などの腸管内容物が大腸腫瘍へ及ぼす影響を追求している。その結果、大腸上皮細胞株及び大腸腫瘍細胞株への各種アミノ酸の影響を網羅的にスクリーニングし、そのうちからin vivoでの検討を行い得た。今後多種多様な食餌成分へ検討範囲を広げることで大腸腫瘍制御の基盤形成に繋げることが出来ると期待される。 The number of colorectal cancer patients has increased in Japan. It is difficult to establish an effective preventive method because mechanisms by which diet affects colorectal tumors are largely unknown. In the current study, effects of various amino acids on colon organoids and colon tumor organoids were screened. Their effects were subsequently analyzed in vivo. The results of this research are expected to contribute to an establishment of an effective method to prevent colorectal cancer.
37. 炎症性腸疾患発症におけるミオシン軽鎖キナーゼの役割 Study of the control mechanism of myosin light chain kinase aimed at elucidating the pathogenesis of IBD 19K08364 2019-04-01 – 2022-03-31 炎症性腸疾患 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(C) 東京医科歯科大学 クローン病と潰瘍性大腸炎を代表とする炎症性腸疾患(IBD)は、再燃と寛解を繰り返す、難治性の慢性腸炎である。生物学的製剤の登場によりIBD治療は大きく前進したが、未だ内科的治療抵抗例が存在し、さらなるIBDの病態解明が急務である。IBDの腸管上皮ではミオシン軽鎖キナーゼ(MLCK)の発現異常が知られており、本研究では、腸管におけるMLCKの制御機構を明らかすることで、IBDの予防及び新規治療法の基盤創出を目指す。 本研究は申請者がこれまで着目してきた「腸管上皮のTNFR2発現亢進とミオシン軽鎖キナーゼの活性化による腸間上皮のバリア機能の障害が腸炎炎症の持続に関与する」という概念や申請者ら独自の知見を基盤として、本研究ではTNFR2とそのリガンドである膜型TNFの複合体の解析を多面的に行うとともに、膜型TNF発現を制御するTNF変異株を見出すことが出来、炎症性腸疾患の病態解明や新規治療法開発の基盤に繋げることが出来ると期待される。 The barrier dysfunction of the intestinal epithelium, which is caused by upregulation of TNFR2 and activation of myosin light chain kinase in epithelial cells, is involved in the pathogenesis of inflammatory bowel disease. In this study, we analyzed the membrane-type TNF complex and also found a TNF mutant strain that regulates the expression of membrane-type TNF. Based on our study, it will be a new understanding of the pathophysiology of inflammatory bowel disease and the development of new treatments.
38. 炎症性腸疾患の粘膜治癒過程におけるトロンボモジュリンの作用機序の解明 Effects of recombinant thrombomodulin on intestinal mucosal healing 19K07479 2019-04-01 – 2022-03-31 上皮再生 / 粘膜治癒 / トロンボモジュリン / 炎症性腸疾患 / オルガノイド培養 / DSS誘発腸炎モデル / オルガノイド / 腸管上皮 小区分49030:実験病理学関連 基盤研究(C) 三重大学 潰瘍性大腸炎やクローン病を含む炎症性腸疾患はその病因がまだ解明されてないため、根本的な治療法がなく、“粘膜治癒”を目標した治療戦略は重要ともいえる。炎症性腸疾患の患者数は年々増加しており、より安全性・有効性・経済性の優れた薬剤の研究開発が望まれている。そこで、本研究では、腸炎マウスモデルと腸管上皮陰窩幹細胞オルガノイドを用いて粘膜治癒過程におけるトロンボモジュリンの効果及び作用機序を解明し、新たな治療標的候補としての可能性を提示する。 腸管上皮オルガノイドを用いたin vitro実験系において、遺伝子組換え型可溶性トロンボモジュリン（rsTM）はオルガノイドの成長を有意に促進し、腸管上皮幹細胞と上皮細胞遺伝子群の発現を濃度依存的に上昇した。デキストラン硫酸ナトリウム（DSS）誘発大腸炎モデルを用いたin vivo実験において、rsTMはマウスの体重回復を促進し、組織学的にも腸炎抑制効果と延命効果を示すことが分かった。また、rsTMがLGR5陽性腸管上皮幹細胞の増殖と上皮分化を増強させ、粘膜治癒を促進することが確認された。 Recombinant soluble thrombomodulin markedly stimulated the growth of intestinal organoids, thereby increasing the surface areas and budding phenotypes of the organoids. A high dose rsTM treatment significantly improved the recovery of body weight, histological outcomes, colon length shortening, and prolonged the survival of mice with colitis. Importantly, rsTM significantly upregulated the LGR5-positive stem cell proliferation and epithelial differentiation both in intestinal organoids and in intestinal tissues in colitis.
39. 小腸共生環境と食による抗炎症・免疫機能の構築に関する研究 Studies on immunity and anti-inflammatory mechanisms regulated by diet and intestinal microenvironment 19H04042 2019-04-01 – 2022-03-31 樹状細胞 / 制御性T細胞 / パイエル板 / 乳酸菌 / 抗炎症 / インターフェロン-β / インターロイキン10 / 腸内細菌叢 / 小腸パイエル板 / 抗炎症性T細胞（Tr1) / マクロファージ / インターフェロンβ / 抗炎症性T細胞 / 常在乳酸菌 / インターフェロン / Tr1 / インターフェロン・サイトカイン / パイエル板樹状細胞 / 小腸内視鏡 / 腸管免疫 / 免疫恒常性 / 小腸常在菌 / 小腸 小区分59040:栄養学および健康科学関連 基盤研究(B) 日本大学(2021) / 国立研究開発法人産業技術総合研究所(2019-2020) 乳酸菌は小腸の主要な常在細菌であり発酵食品などからも日常的に摂取される。乳酸菌のプロバイオティクス機能は良く知られているが、我々は乳酸菌の核酸成分に特有の免疫活性化ならびに抗炎症機構をみいだした。ヒト小腸に常在菌する乳酸菌の免疫賦活能を明らかにするため、小腸内視鏡により採取した乳酸菌について核酸成分の解析並びにインターフェロン（IFN）誘導活性を解析する。またヒト小腸乳酸菌で作成したノトバイオートマウスの免疫応答能ならびに抗炎症機能を評価する。得られた成果は近年急増するアレルギー疾患や炎症に起因する症候群、発がんの予防に資するとともに、免疫恒常性維持機構としてヘルスケアの技術開発基盤ともなる。 乳酸菌は小腸の主要な常在細菌であり発酵食品などからも日常的に摂取される。乳酸菌のプロバイオティクス機能のひとつとして、我々は乳酸菌の核酸成分に特有の免疫活性化ならびに抗炎症機構をみいだした。さらに食や腸内環境を通じたヘルスケアと免疫制御の中で乳酸菌が果たす役割を分子レベルで明らかにし、抗加齢（免疫老化など免疫機能低下の予防/治療）や抗炎症（腸炎やアレルギーなど炎症性疾患の予防/治療）のための技術開発に資する基礎情報を得た。 Lactic acid bacteria (LAB), a major commensal bacterium in the small intestine, are well known beneficial bacteria which promote establishment of gut-centric immunity, such as anti-inflammation and anti-infection. We proposed that double-stranded RNA is a unique component of LAB and support maintaining well-balanced intestinal immunity through production of interferon-beta from dendritic cells. Here we show that a LAB strain Lactococcus cremoris C60 possesses an ability to activate antigen presenting cells and promotes functional maturation of intestinal T cells. Heat killed-C60 (HK-C60) diet restored the numbers and immunological functions of CD4+ T cells in aged Interleukin-18 gene-deficient mice, which was otherwise dramatically decreased in the small intestine. HK-C60 is also an effective inducer of Interleukin 10 from dendritic cells which is essential for induction of anti-inflammatory Tr1 cells. These findings shed lights on the way to prevent inflammaging.
40. ヒト体外複合臓器モデルによる生体維持機構解析 Analysis of homeostasis mechanisms using a human in vitro multi organ model 19H01050 2019-04-01 – 2022-03-31 ヒトオルガノイド / 臓器間制御機構 / 臓器共培養 / 炎症性腸疾患 / 臓器間制御 / iPS細胞複合臓器体外モデル / iPS細胞 / 複合臓器体外モデル 中区分53:器官システム内科学およびその関連分野 基盤研究(A) 東京医科歯科大学 炎症性腸疾患の病態は炎症ではなく、上皮細胞機能不全による粘膜障害が原因であることを上皮細胞のみを単離して解析することで明らかとしてきました。しかし病態の大元である上皮細胞の変化は生体の環境と密接に関わることを発見し、生体環境と腸管との相互作用を明らかにすることが新たに必要であることがわかってきました。そこで本研究ではヒト細胞を用いて臓器体外モデルを作成し、新規の原因を探索すること目的としています。 ヒト大腸細胞とヒトiPS由来肝臓細胞をそれぞれ樹立した。大腸細胞と肝臓細胞を同じ培養液中で培養できるか検討している。さまざまな培養条件を検討し、大腸細胞と肝臓細胞の共培養できることを確認し、相互作用が解析できる系を構築した。また、肝臓細胞、大腸細胞それぞれ疾患モデルを構築しており、正常大腸と疾患肝臓や疾患大腸と正常肝臓を共培養することにより、疾患における臓器間の影響を解析できる系を樹立している。さらにヒト細胞をマウスに移植することで、疾患ヒト細胞臓器を有するキメラマウスを構築した。以上より、ヒト疾患における臓器間制御機構の病態理解が進むことが期待されます。 Culture system of human colon cells and human iPS-derived liver cells was established respectively. We are examining whether colon cells and liver cells can be cultured in the same culture medium. After examining various culture conditions, we confirmed that colon cells and liver cells can be co-cultured, and constructed a system in which the interaction can be analyzed. We have also constructed disease models for both liver and colon cells, and have established a system that can analyze the effects between organs in disease by co-culturing normal colon and diseased liver, or diseased colon and normal liver. Furthermore, by transplanting human cells into mice, we have constructed chimeric mice with diseased human cell organs. These results are expected to advance our understanding of the pathophysiology of inter-organ regulatory mechanisms in human diseases.
41. 細胞外核酸の包括的解析による粘膜治癒機構の解明 Comprehensive understandings of extracellular nucleotides for mucosal healing and inflammation 18KK0432 2019 – 2022 細胞外核酸 / アデノシン3リン酸 / 線維芽細胞 / 糖ヌクレオチド / 間葉系細胞 / 腸管感染症 / 粘膜免疫 / 炎症性腸疾患 / 微小環境 / 平滑筋 / 病原性細菌 / 感染防御 / 粘膜修復 / ATP 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A)) 千葉大学 炎症性腸疾患の治療においては、現行の炎症コントロールのみならず腸管の「粘膜修復・再生」に特化した創薬が次世代治療に不可欠である。複数の細胞集団から構成される「間葉系細胞」は粘膜治癒に中心的に働くと考えられているが、一方で、これらの細胞集団による粘膜保護機能を有益に活用する方法は確立されていない。本研究では、間葉系細胞に高く発現する細胞外の核酸に対する受容体群に着目し、領域を牽引するカルフォルニア大学サンディエゴ校のPeter Ernst教授らとの共同研究を通じで、細胞外核酸を介した粘膜炎症・修復機序を明らかにする。 腸管上皮幹細胞の分化を制御する陰窩に局在する間葉系細胞の単離法を確立させ、絨毛や粘膜下層といった他の腸管微小環境の間葉系細胞との遺伝子発現の比較を行った。その結果、申請者がこれまでに取り組んできたプリン受容体に加えて、ピリミジンや糖ヌクレオチドに対する特定の受容体とアデノシン受容体の発現が陰窩間葉系細胞で特徴的であることを見出した。そこで、国際共同研究を通じて細胞外核酸のプロファイリングとセンシング機構の解明、ならびに種々の遺伝子欠損マウスを用いたin vitroとin vivo解析を進めた。その結果、腸管感染症並びに粘膜修復過程において間葉系細胞に作用する細胞外核酸の役割が明らかとなった。 We have established a method for isolating mesenchymal cells, controlling the differentiation of epithelial stem cells, from the intestinal crypt. Using this experimental method, we were able to compare the gene expression between mesenchymal cells present in the other intestinal microenvironment. As a result, we discovered that specific receptors for extracellular pyrimidines or sugar nucleotides, as well as certain adenosine receptors, are highly expressed in the mesenchymal cells in the crypt. Therefore, through this international collaborative research, we conducted profiling of extracellular nucleic acids and further elucidated the role of extracellular nucleic acids that act on mesenchymal cells in mucosal repair and protection processes through in vitro and in vivo analyses using various gene knockout mice.
42. 腸管AhRワールドの解明 The elucidation of the World of AhR in the intestinal environment ,followed by the diverse clinical applications. 18KK0246 2019-02-07 – 2021-03-31 青黛 / インジゴ類 / 潰瘍性大腸炎（UC） / AhRコンディショナルノックアウトマウス / 腸内細菌叢 / 腸管微小循環 / メタゲノム解析 / 腸内細菌 中区分53:器官システム内科学およびその関連分野 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B)) 慶應義塾大学 青黛投与マウスとヒトUC患者の青黛投与後の腸内細菌叢の変化に相同性を見出した。ラットモデルを用いて、青黛およびインジゴがAhR-passwayを介して肺動脈性肺高血圧を発症させていることを実証し、論文化した。また、腸管上皮、T細胞、それぞれの組織でタモキシフェン投与により特異的にAhRを欠損する コンディショナルノックアウトマウスを用いて、免疫細胞、上皮細胞、腸内細菌叢の変化について解析し、現在論文投稿中である。 We found homology between changes in the intestinal microbiota of indigo naturalis(IN)-fed mice and patients with UC after the IN treatment. Next, we demonstrated that IN and indigo induced pulmonary arterial hypertension via the AhR-passway by using a rat model, which was published in the paper. In addition, we analyzed the changes in immune cells, epithelial cells, and intestinal microflora using conditional knockout mice, in which AhR is specifically deleted by tamoxifen administration in the specific cells, and this content is currently being submitted for publication.
43. 腸管抗原提示細胞によるサイトカイン誘導と腸炎制御メカニズムの解明 Antigen presenting cell mediated regulation of intestinal inflammation 18K15128 2018-04-01 – 2023-03-31 IL-36 / 食物アレルギー / 大腸がん / マイクロプラスチック / 2型サイトカイン / ２型サイトカイン / 腸内細菌 / 大腸 / 抗原提示細胞 / MDSC / Erdr-1 / 炎症性腸疾患 / 腸管バリア / 腸管樹状細胞 / サイトカイン / 腸炎 小区分49030:実験病理学関連 若手研究 京都府立医科大学 ex vivo及びin vivoでの解析により、Notch2依存性に誘導されるCD103+CD11b+樹状細胞がIL-36によるIL-23の誘導に必須である事を示した(PNAS2018)。食物アレルギーの病態にIL-36が関与することも世界で初めて報告した(Nutrients 2022)。また、出生後早期の腸内細菌叢が宿主の成体期の腸管免疫系に寄与することを示した。(Cancer Immunol Res 2019)。また、マイクロプラスチック発生メカニズムを再現し作製したマイクロプラスチックが腸管の抗原提示細胞及びT細胞の応答に及ぼす影響について解析し報告した(iScience 2023)。 In this project, we uncovered that Notch-2 dependent CD103+CD11b+ dendritic cells is critical for IL-36 mediated induction of IL-23 (PNAS 2018). We also discovered that IL-36 is involved in the pathogenesis of food allergy for the first time (Nutrients 2022). Further, we found that microbiota exposure in early life plays a key role in the development of intestinal immunity (Cancer Immunol Res 2019). Finally we reported the impact of particulate microplastics generated from polyethylene terephthalate on gut pathology and immunity (iScience 2023).
44. 腸管マクロファージのIL-10産生亢進作用をもつ炎症性腸疾患の新たな治療薬の開発 Development of Novel Therapeutic Medicines for Inflammatory Bowel Disease with Enhancement of IL-10 Production in Intestinal Macrophages 18K06698 2018-04-01 – 2022-03-31 炎症性腸疾患 / 腸管マクロファージ / IL-10 / Fatty acid synthase / 再燃予防 / 粘膜治癒 / 上皮細胞 / IBD再燃モデル / DARTS / 長期寛解維持 / ベルベリン / 粘膜修復 / 腸管粘膜免疫系 小区分47040:薬理学関連 基盤研究(C) 富山大学 本研究では、炎症性腸疾患（IBD）治療において再燃を予防し、長期寛解維持を実現する有用な治療戦略を提示することを目的に、腸管粘膜に存在する腸管マクロファージでのインターロイキン（IL）-10産生を亢進させる薬物のスクリーニングから見出した生薬由来化合物ベルベリンの薬理作用の解明を行った。
    本研究成果から、ベルベリンはIBD再燃モデルに対して有効であり、その作用機序には腸管マクロファージでのfatty acid synthase活性化を介したIL-10産生の亢進による傷害腸管粘膜の修復促進の関与が考えられた。 We have proposed that the enhancement of interleukin (IL)-10 production in the intestinal macrophages has the potential to be a novel therapeutic mechanism for maintaining the remission of inflammatory bowel disease (IBD) and found berberine as a candidate compound for IL-10 enhancer. In the present study, we developed a useful experimental animal model to evaluate the relapse phase of IBD and investigated the effect of berberine on this model. Berberine significantly attenuated colitis symptoms during the relapse phase of IBD relapse model. Furthermore, we detected fatty acid synthase (FAS) as a candidate target protein. FAS inhibitor suppressed the IL-10 production of macrophages enhanced by berberine in a concentration-dependent manner. This study suggests that FAS activators such as berberine may be useful in developing a novel therapeutic strategy aimed at preventing relapse in IBD.
45. エピゲノム制御に基づく炎症性腸疾患個別化医療の開発 Development of personalized medcicine for inflammatory bowel disease based on control of epigenome 18H02799 2018-04-01 – 2021-03-31 iPS細胞 / オルガノイド / 腸管上皮細胞 / エピゲノム / 自然免疫 / 炎症性腸疾患 / メチル化 / IPS細胞 小区分53010:消化器内科学関連 基盤研究(B) 札幌医科大学 発症機序が腸管上皮機能障害によるところが大きいと考えられる潰瘍性大腸炎(UC)患者の生検組織を用いてオルガノイド作製を行った。UC患者腸管上皮細胞からのオルガノイド樹立は確立し、腸管オルガノイドからiPS化、その細胞を腸管上皮に分化させることに成功した。UC患者のオルガノイドおよびiPS化後に分化した腸管上皮細胞からDNAを抽出して、エピゲノム変化を網羅的に解析した。その結果から、腸管上皮細胞の分化制御に関する転写因子にエピゲノム変化が認められていることが明らかとなった。 In the present study, we have established organoids from intestinal epithelial cells of UC patients. We have succeeded in iPS conversion of intestinal organoids and differentiation of the cells into intestinal epithelium. We extracted DNA from the organoids of patients and the differentiated intestinal epithelial cells that originated from iPS and comprehensively analyzed the epigenomic changes. We found that epigenomic changes in transcription factors related to intestinal epithelial cell differentiation regulation.
46. 炎症性腸疾患において腸管マクロファージが腸管粘膜の損傷を修復するメカニズムの解明 A Research of Epithelium-Immune Interaction during Mucosal Repair in Inflammatory Bowel Disease 17KK0166 2018 – 2022 粘膜治癒 / 大腸上皮細胞 / 遊走 / BLT1 / オルガノイド / 腸管上皮細胞 / GPCR / 炎症性腸疾患 / 大腸オルガノイド / CD11c陽性細胞 / 腸管粘膜修復 / 腸管上皮 / CMKLR1 / 大腸上皮オルガノイド / 腸管粘膜バリア / 腸管マクロファージ / 上皮・免疫連関 / IBD 薬理系薬学 / 薬学 / 医歯薬学 / 生物系 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化) 富山大学 炎症でダメージを受けた大腸粘膜では、上皮細胞と免疫細胞とのクロストークを中心とする粘膜治癒により粘膜が再生されるが、粘膜治癒は複雑なイベントであり、未だ不明な点が多い。そこで、粘膜治癒のメカニズムを解明するために、ミシガン大学医学部との国際共同研究を実施し、これまで炎症性メディエーターとして認識されていたロイコトリエンB4とその受容体BLT1によって調節される粘膜治癒の新たなメカニズムを発見した。すなわち、大腸上皮細胞がBLT1を発現しており、炎症下ではその発現が上昇することで、大腸上皮細胞のBLT1が傷害後の粘膜治癒を促進する役割を担うことを細胞レベルおよび生体レベルにて証明した。 Damaged colonic mucosa by inflammation is regenerated through mucosal repair centered on crosstalk between epithelial cells and immune cells, however mucosal repair is a complex event and details are still unknown. Therefore, in order to clarify mechanisms of mucosal repair, we conducted an international joint research with the University of Michigan School of Medicine. As a result, we discovered a new mechanism of mucosal repair regulated by leukotriene B4 and its receptor BLT1, which have been recognized as inflammatory mediators. In other words, we demonstrated for the first time at the cellular and biological levels that colonic epithelial cells express BLT1, its expression is elevated under inflammation, and that BLT1 in colonic epithelial cells plays a role in promoting mucosal repair after injury.
47. 潰瘍性大腸炎患者に対する大腸内視鏡におけるリアルタイム自動診断 Artificial intelligence for endocytoscopy provides fully automated diagnosis of histological healing in ulcerative colitis. 17K15973 2017-04-01 – 2019-03-31 潰瘍性大腸炎 / 粘膜治癒 / 組織学治癒 / 人工知能 / 自動診断システム / CAD / 超拡大内視鏡 / エンドサイトスコピー / 内視鏡 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 若手研究(B) 昭和大学 人工知能を用いた潰瘍性大腸炎の炎症活動性評価の内視鏡自動診断システムを構築し報告をおこなった。潰瘍性大腸炎患者187例の超拡大内視鏡画像22,835枚を収集し、87例の 12,900枚を人工知能に学習させた。残り100例の9935枚から525組のテストセットを作成した。本システムの組織学的炎症に対する診断能 は、感 度74%、特 異 度97%、精度91%であった。診断出力時間は0.4秒であった。結果を英文論文で報告した。(Maeda Y, et al. Gastrointest Endosc 2019.)更に2019年3月までに395名の患者から約4,5万枚の画像を収集しシステムを更新した。 In this study, we constructed and reported an endoscope automatic diagnosis system for evaluation of inflammatory activity of ulcerative colitis using artificial intelligence. As a pilot study, 22 835 ultra-magnified endoscopic images of 187 patients with ulcerative colitis taken from October 2016 to April 2018 were used. Of these, 12,900 in 87 cases were trained in artificial intelligence, and 9,953 to 525 sets of verification sample sets in 100 cases were created. The diagnostic ability of this system for histologic inflammation with a Geboes score of 3.1 or higher is 74% (95% CI: 65-81), 97% (95-99), 91% (88-93). Met. The diagnostic time per sample was about 0.4 seconds. The above results were reported in Gastrointestinal Endoscopy. (Maeda Y, et al. Gastrointest Endosc 2019.) Furthermore, by March 2019, about 45000 images were collected from 395 patients and the system was up-datad.
48. 炎症性腸疾患におけるエクソソームとRNA結合蛋白の機能解析 Functional analysis of exosomes and RNA binding porteins in inflammatory bowel disease 17K15911 2017-04-01 – 2020-03-31 エクソソーム / RNA結合蛋白 / 炎症性腸疾患 / 腸管外合併症 / 実験腸炎モデル / 消化器内科 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 若手研究(B) 旭川医科大学 炎症性腸疾患(IBD)の腸管・腸管外炎症の発生進展のメカニズムをエクソソーム・RNA結合蛋白の面から解析した。実験腸炎モデルやIBD由来の血清エクソソーム内のRNA結合蛋白の発現を検討したところ、活動期において特定のRNA結合蛋白が低下していた。実験腸炎モデルにIBD由来血清を投与すると、組織学的炎症の増悪および炎症性サイトカインの上昇を認め、潰瘍性大腸炎・クローン病由来血清において、サイトカイン上昇のプロファイルは異なっていた。エクソソーム・RNA結合蛋白と標的RNAを含め、血清内の炎症を増悪させる因子に関して更なる検討を行う必要がある。 We analyzed the mechanism that intestinal and extraintestinal inflammation in inflammatory bowel disease (IBD) developed and exacerbated in regard to exosomes and RNA binding proteins (RBPs). In the experimental colitis models and patients with IBD, specific RBPs involving exosomes derived from serum decreased in active state of colitis. The exacerbation of histological inflammation and elevation of proinflammatory cytokines were determined when administering serum derived from active IBD to the experimental colitis mice. Additionally, the profiles about elevation of proinflammatory cytokines differed from serums between ulcerative colitis and crohn’s disease. Further investigations need to be performed to elucidate the factors derived from serum in IBD, including exosomes, RBPs and targeted RNA, which are possible to exacerbate intestinal and extraintestinal inflammation.
49. インドール含有青黛生薬の炎症制御機序解明および大腸癌抑制効果の検証 Investigation of the mechanisms for inhibitory effects on colonic inflammation and cancer of indigo naturalis including indole compounds 16K09326 2016-04-01 – 2019-03-31 AhR リガンド / 生薬青黛 / 潰瘍性大腸炎 / 大腸癌 / 腸内細菌叢 / 青黛 / Aryl Hydrocarbon受容体 / 炎症性腸疾患 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(C) 慶應義塾大学 本研究課題では、腸炎モデルおよび潰瘍性大腸炎において、青黛が容量依存性に腸炎抑制を有すること、また腸管上皮再生に関与するIL-22陽性細胞の割合およびmRNAレベルの発現亢進、およびFoxp3陽性細胞の増加が認められ、青黛の腸炎抑制効果に調節性T細胞が関与している可能性が示唆された。微生物相に対する青黛の有効性については、大腸炎モデルおよびUC患者における青黛治療によりBifidobacteriumが有意に変化した。
    また腸炎誘導大腸癌モデルを用いて青黛による大腸癌抑制効果が確認され、青黛が炎症抑制と非依存的に大腸癌腫瘍抑制効果を有することを明らかにした。 In this research subject, indigo naturalis has the control of enteritis in a dose-dependent manner in both mouse colitis model and patients with ulcerative colitis. The mechanisms of anti-inflammatory effect were associated with inducing IL-22 which repaired mucosal damage and the up-regulation regulatory T cells. For the efficacy of indigo naturalis on microbiota, the abundance of Bifidobacterium was significantly changed after treatment of indigo naturalis in colitis model and UC patients.
    In addition, using the mouse model for colitis associated cancer, the inhibitory effect of indigo naturalis on colon cancer was confirmed, and it was revealed that indigo naturalis has an inhibitory effect on colitis associated cancers independently of inflammation suppression.
50. 炎症性腸疾患を対象としたアドレノメデュリン療法の開発における補完研究 The complementary research for development of adrenomedullin therapy in inflammatory bowel disease.therapy 16K09316 2016-04-01 – 2019-03-31 アドレノメデュリン / 炎症性腸疾患 / 潰瘍性大腸炎 / クローン病 / 創薬 / バイオマーカー 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(C) 宮崎大学 アドレノメデュリン(AM)を用いた炎症性腸疾患（IBD）の新規治療方法の開発研究における基礎的および臨床的な補完的研究を行った。腸炎モデル動物に対するAM皮下投与の検討では、AMを毎日１回１週間投与した結果、著明な炎症改善が認められた。AM皮下投与によるIBD治療薬開発の可能性が示唆された。臨床研究として、炎症性疾患患者におけるAMの病理学的意義を検証した。IBD患者では血中AM濃度が上昇し、疾患活動性や合併症の有無との関係が認められた。今後バイオマーカーとしての開発が期待できる。また、難治性クローン病患者へのAM投与にて著明な粘膜治癒が得られ、クローン病に対するAM療法の治験に着手した。 In this study, we researched the clinical and basic complementary studies for the development of a novel therapy with adrenomedullin for inflammatory bowel disease(IBD). First, we investigated whether subcutaneously administered AM is effective against dextran sulfate sodium (DSS)-induced colitis. AM significantly and dose-dependently ameliorated severity of colonic inflammation in DSS-treated mice, which suggests that AM administered subcutaneously in IBD patients may decrease
    diseases burden. Secondly, we evaluated plasma AM concentration in patients with IBD. Plasma AM levels tended to be higher in IBD patients than in controls (healthy persons), and showed correlations with the disease activities or complications. Plasma AM level may be used as a biomarker for diagnosis of IBD. Finally, We had applied AM for a patient with refractory CD and yield drastic improvement of clinical symptoms and mucosal lesions. We started to develop AM as a novel therapy reagent for Crohn’s disease.
51. 間葉系細胞間コミュニケーションによる粘膜治癒機構の解明 Analysis of mesenchymal network for the mucosal healing 16H06243 2016-04-01 – 2019-03-31 炎症性腸疾患 / 間葉系細胞 / 粘膜修復 / 細胞外マトリックス / 創傷治癒 / 上皮細胞 / 組織修復 / 炎症 / 粘膜免疫 / 上皮オルガノイド / 粘膜保護 / 線維芽細胞 / 粘膜治癒 / 粘膜再生 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 若手研究(A) 東京大学 炎症性腸疾患の治療には炎症反応の軽減のみならず、粘膜上皮の適切な修復・再生の誘導が必須である。治癒には、細胞外マトリックスの産生を介した組織の修復と上皮細胞の適正な分化・増殖が必須であり、腸管間葉系細胞群が主体となって働く。しかしながら、粘膜修復に寄与する間葉系細胞の特性や機能的分類や解析は進んでおらず、詳細は不明であった。
    本研究では、マウスの組織中の間葉系細胞群の網羅的解析によって、腸管粘膜修復に寄与する線維芽細胞亜群を新たに同定した。この細胞亜群の特徴化を行うと同時に、機能的な制御によって粘膜治癒が顕著に遅延することが示された。本研究から間葉系細胞による粘膜修復機序の一端が明らかとなった。 Control of inflammatory responses as well as promotion of mucosal repair are required for the adequate treatment and cure of intestinal bowel diseases, such as Crohn’s diseases and Ulcerative colitis. Mucosal mesenchymal cell populations function as a central source of extra cellular matrix and are required for the development and maintenance of stem cell niches in the colon. However, the precise mechanisms and subsets within the mucosal mesenchymal cells, involved in the process of mucosal repair, have not been well elucidated.
    In this project, we first comprehensively analyzed the functional characteristics of those mesenchymal cells and found the unique and novel subsets are increased upon inflammatory responses. We further regulated the mesenchymal cellular population and found the disruption of its function resulted in the delay of mucosal repair. These results indicated the novel target of mesenchymal cells for promotion of mucosal repair was elucidated.
52. 小児潰瘍性大腸炎に対する糞便移植と腸内細菌叢の検討 Fecal Microbiota Transplantation for pediatric ulcerative colitis 15K19647 2015-04-01 – 2018-03-31 FMT / ulcerative colitis / children / 糞便移植 / 潰瘍性大腸炎 / 腸内細菌 / 小児消化器病学 / 下部消化管学（小腸、大腸） / 腸内細菌叢 / 小児 小児科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 若手研究(B) 国立研究開発法人国立成育医療研究センター 潰瘍性大腸炎に対する糞便移植については、2017年度末までに合計9例に対して実施した。比較的軽症の患者で早期に移植した場合は良好な結果が得られた。しかし、糞便移植を希望する患者の多くは、複数の内科的治療を尽くしても治療が奏功せず、外科的大腸全摘術を回避する目的であり、その場合の治療成績は不十分だった。
    糞便移植の治療成績は、小児潰瘍性大腸炎の１例に対し、反復して糞便移植を行ったことの有効性をPediatrics International誌に報告した。また、2016年にはカナダで開催されたWCPGHANで5例に対する成績を報告した。便処理法の研究成果は2017年に米国のAIBDで報告した。 We performed FMT to 9 children with ulcerative colitis until the end of March 2018. Favorable results were achieved in relatively mild patients. However, most part of the candidates for this study were already resistant to several drugs including biologics and / or steroid and intended to avoid colectomy. In these patients, the result of FMT was not promising.
    We reported a case successfully treated with repeated FMTs on Pediatric International. We presented 5 cases treated with repeated FMTs at WCPGHAN held in Canada. At AIBD 2017 in USA, we reported the impact on microbiota by blending the FMT solutions under aerobic condition.
53. プロバイオティクス優位腸内細菌パターン形成ワクチンの開発 Development of new vaccine therapy to promote the symbiotic bacteria in gut. 15K15298 2015-04-01 – 2017-03-31 下部消化管 / 免疫学 / 炎症性腸疾患 / 腸内細菌 / 下部消化管学 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 挑戦的萌芽研究 慶應義塾大学 炎症性腸疾患発症に関して特異的な腸内細菌への絞込みを目的とし、健常人(HC)、原発性硬化性胆管炎合併潰瘍性大腸炎(PSC/UC)患者糞便を無菌マウスへ移植したマウス(HCマウス、PSC/UCマウス)を作成し、PSC/UCマウスでは肝臓内Th17細胞の集積を認めた。PSC/UCマウスのみでKlebsiella pneumonia, Proteus mirabilis, Enterococcus gallinarumの同定培養に成功。Q-PCR法にて解析しPSC/UC患者に高頻度にこれらの腸内細菌が検出。ある特定の悪玉菌の腸内細菌が腸管外病変へ関与する事を見い出し、発展性が期待できる成果と考える。 Regarding the onset of inflammatory bowel disease, it is important to reduce the diversity of intestinal microbiota. We generated the mice inoculated with healthy human feces (HC mice) or primary sclerosis cholangitis-associated ulcerative colitis (PSC / UC) patient feces (PSC/UC mice) and analysed a week after transplantation. In PSC / UC mice, Th17 cells was accumulated in liver compare to the HC mice. Next, we isolated 3 dominant microbiota in mesenteric lymph node of PSC/UC mice. Klebsiella pneumonia, Proteus mirabilis and Enterococcus gallinarum were isolated.We also analysed fecal microbiota in Healthy controls and PSC/UC patients. Analysis by the Q-PCR method confirmed that these intestinal bacteria were detected more frequently in PSC / UC patients than in HC control. We demonstrated that certain intestinal microbiota are involved in extraintestinal lesions. We will further promote vaccine therapy with the analysis of these bacteria.
54. 炎症性腸疾患の個別化治療を目指した全ヒト型抗体製剤の薬物動態解析法の確立 Therapeutic drug monitoring for IBD 15K08967 2015-04-01 – 2018-03-31 IBD / 抗TNF抗体 / 炎症性腸疾患 / 抗サイトカイン療法 / IgG / アダリムマブ 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(C) 滋賀医科大学 全ヒト型抗TNF-α抗体の血中濃度および中和抗体定量法を開発し、全ヒト型抗ＴＮＦ-α抗体の薬物動態の解析法を確立した。全ヒト型抗ＴＮＦ-α抗体血中濃度と中和抗体血中濃度を指標とした全ヒト型およびキメラ型抗TNF-α抗体の効果を最大限に引き出す炎症性腸疾患テーラーメイド免疫療法のストラテジーを構築することができた。血清中IgGの非特異的結合とヒト型抗TNF-a抗体を厳密に区別して認識することがきわめて難しかったが、TNF-αをビオチン化し、プレート上のアビヂンを介してプレートに固相化した上で、ゼラチン、アルブミンで重厚にブロッキングするという方法で非特異的IgGの結合が防げることを見いだした。 he present report describes a new ELISA system for measurement of serum ADA concentrations. In this system, non-specific binding of serum IgG was markedly blocked and did not require specific materials, such as anti-ADA idiotype antibodies. In addition, this study describes a novel immunoassay for AAAs that can measure AAAs in the presence of free ADA. These methods improved the diagnostic accuracy for measurement of serum ADA and AAA concentrations and might be useful for determination of the therapeutic approach for patients with a loss of response to ADA.
55. 糖鎖の制御による炎症性腸疾患の粘膜治癒促進治療 Mucosal healing of IBD by regulation of sugar chain 15K08966 2015-04-01 – 2019-03-31 炎症性腸疾患 / 線維化 / 粘膜治癒 / 内視鏡 / 糖鎖 / siRNA / CHST15 / コンドロイチン硫酸 / 核酸医薬 / RNA干渉 / コンドロイチン硫酸E 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(C) 新潟医療福祉大学(2016-2018) / 新潟大学(2015) 我々はステリック再生医科学研究所と共同で、クローン病の腸管線維化の原因として糖硫酸転移酵素CHST15とコンドロイチン硫酸E(CSE)の経路が重要であることを明らかにし、ヒトCHST15遺伝子の発現を特異的に抑制するsiRNA医薬「STNM01」を開発した。平成24年度に日本国内でクローン病患者を対象としたSTNM01の第I相臨床試験を行い、安全性と、線維化抑制作用、粘膜治癒効果を確認した。本研究ではこの糖鎖を制御することでIBDの新規治療を目指したRNA干渉医薬STNM01が炎症性腸疾患に対する粘膜治癒促進作用も発揮することを明らかにしその機序解明を行った。 We have developed a novel si RNA medicine STNMO1 targeting CHST15 which inhibits inflammation and fibrosis in animal colitis model. We have performed Phase I clinical trial of STNM01 for patients with Crohn’s disease in Japan. Our newly developed method of endoscopic mucosal injection of STNM01 have shown increased mucosal healing as well as anti-fibrosis effect without any adverse reaction in human as well as in animals. This JSPS funded research has revealed the mechanism of mucosal healing by STNM01, and suggests regulation of sugar chain using STNM01 could be a new treatment option for not only Crohn’s disease but also for ulcerative colitis.
56. 粘膜治癒を目指したIBD治療におけるWnt5aペプチドの有用性に関する検討 The role of Wnt5a peptide to enhance colonic epithelial healing for the treatment of IBD 15K08313 2015-04-01 – 2018-03-31 大腸上皮細胞 / 筋繊維芽細胞 / 短鎖脂肪酸 / 粘膜再生 / Wnt5a / IBD / 創傷治癒 / mucosal healing / butyrate / Hsp25 / YAMC細胞 / DSS腸炎 病態医化学 / 基礎医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(C) 京都府立医科大学 われわれは大腸筋繊維芽細胞由来の細胞培養液からWnt5a蛋白の一部である31個のアミノ酸からなるペプチド（Wnt5aペプチド）が、大腸上皮細胞の酪酸誘導性Hsp25発現を抑制することを発見してきたが、そのメカニズムや役割に関して本研究を通して以下の結果を得た：
    1)大腸上皮細胞のHSP25発現を抑制することによる細胞増殖促進作用を認め、それはβカテニンの核内移行を促進することによる。2)マウスDSS腸炎からの回復期モデルで、Wnt5aペプチドを腹腔内投与すると腸炎による腸管障害からの回復が促進された。
    以上よりWnt5aペプチドがHsp25の発現抑制を介した大腸上皮の再生を促進することがわかった。 In this study, two key factors were identifed that have important and counterbalancing roles regulating intestinal epithelial growth processes: pericrypt myofbroblast-derived Wnt5a and the microbial metabolite butyrate.
    Intracellular Hsp25 inhibited YAMC proliferation and YAMC cell proliferation were enhanced via reduction of Hsp25 under butyrate condition with myofibroblasts conditioned medium and MS analysis revealed that the factor in conditioned medium was Wnt5a, especially a part of full length of Wnt5a: Wnt5a peptide (36mer amino acid). Synthesized Wnt5a peptide also reduced butyrate induced Hsp25 and promoted proliferation via β-catenin nuclear translocation in YAMC. Wnt5a peptide treatment in DSS colitis recovery phase model showed the quick recover compared to control.
    We conclude that Wnt5a peptide has an activity to promote colonic epithelial proliferation via reduction of Hsp25 under butyrate condition.
57. ヒト疾患糞便移植マウスモデルを用いた炎症性腸疾患ディスバイオーシスの解明 To identify the mechanism of inflammatory bowel disease by using human microbe mono-associated mouse 15H02534 2015-04-01 – 2018-03-31 腸内細菌 / 炎症性腸疾患 / 潰瘍性大腸炎 / 原発性硬化性胆管炎 / 腸管外合併症 / Th17細胞 / 下部消化管学 / 下部消化管 / 免疫学 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(A) 慶應義塾大学 無菌マウスに潰瘍性大腸炎(UC)と原発性硬化性胆管炎(PSC)合併患者便を移植した。PSC/UC患者便移植マウスで肝臓Th17細胞が増加した。PSC/UC患者便にKlebsiella pneumonia(Kp)を始め3菌が高い頻度で検出された。3菌を無菌マウスに移植する（PSCマウス）と肝臓にTh17細胞の誘導を認めた。PSCマウスは胆管炎モデルで肝機能が増悪することが判明した。Kpとヒト大腸上皮細胞との共培養系において、Kpが上皮細胞のアポトーシスを誘導した。PSCの病態に、Kpが腸管上皮細胞を破壊し、”leaky gut”を誘導するという新規メカニズムを明らかとした。 We transplanted feces of ulcerative colitis (UC) and primary sclerosing cholangitis (PSC) patients to germ-free (GF) mice (UC mice or PSC/UC mice). The ratio of Th17 cells was significantly increased in the liver of the PSC/UC mice compared to the UC mice. Klebsiella pneumonia (Kp), Proteus mirabillus, Enterococcus gallineum were frequently detected in feces of PSC+UC patient. We inoculated these three bacteria to GF mice (3 microbe mix mice; 3 mix mice). Th17 cells were accumulated in the liver. We also confirmed 3mix mice induce severe liver damage after DDC treatment compare to UC mice. Kp is found in the lamina propria of Kp mono associated mice. Kp induced epithelial cell apoptosis by using co-culture of Kp and human colon epithelial cells. As above, we revealed Kp destroys intestinal epithelial cells and induces “leaky gut” in the pathological condition of PSC.
58. 重症潰瘍性大腸炎に対する治療戦略-組織標的プロテオミクス解析による治療効果予測 Prediction of treatment efficacy for severe ulcerative colitis 26460977 2014-04-01 – 2017-03-31 潰瘍性大腸炎 / 炎症性腸疾患 / 治療 / 再燃 / 効果予測 / 内視鏡 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(C) 慶應義塾大学 臨床的寛解期に内視鏡検査を施行された潰瘍性大腸炎患者を対象とし、内視鏡的な活動性が長期予後に影響を及ぼすか否か検討を行った。内視鏡スコアと再燃率に有意な相関を認めた。再燃率に関与する因子として、多変量解析では内視鏡的活動性、寛解維持期間、白血球除去療法による寛解導入治療、組織学的活動性の項目において有意差を認めた。今回の結果により、内視鏡的活動性が臨床的再燃の予測因子であることが示された。 We explored the association of a variety of factors including endoscopic activity of patients in clinical remission with their long-term clinical outcome. Mayo endoscopic score 1 (hazard ratio (HR): 2.86) and score 2 (HR: 3.60) was significant risk factor for clinical relapse against endoscopic score 0. Univariate analysis also identified significant association with relapse for moderate clinical activity of last flare, remission induction with cytapheresis (CAP), maintenance with imuunomodulator, shorter duration of remission and higher histological activity. Cox regression analysis revealed that endoscopic activity, histological activity, duration of remission and remission induction with CAP were found to be independent determinants of relapse. The Kaplan-Meier estimate of non-relapse rate by endoscopic activity groups demonstrated significant difference. While there was significance between score 0 and 1, there were no significance between score 1 and 2.
59. 病原性メモリーリンパ球の包括的制御によるIBD新規治療法の開発 Development of new treatment with trafficking modulation of colitogenic memory lymphocytes. 26460963 2014-04-01 – 2017-03-31 下部消化管学 / 炎症性腸疾患 / 新規治療 / 腸管免疫 / リンパ球動態制御 / 下部消化管学（小腸、大腸） 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(C) 東京医科歯科大学 炎症性腸疾患の治療は生物学的製剤の登場で激変したもののいまなお社会的問題となっている。単一分子を標的とするだけでなく病原性メモリーリンパ球を包括的に制御するために、病原性メモリー細胞のtrafficking制御を標的とした全く新規の概念による治療の開発を目的とした。マウス病原性メモリー細胞の解析およびそのtraffic制御モデルの確立を行った。そしてナイーブT細胞移入腸炎モデルさらには病原性メモリーT細胞移入モデルにおいてもfingolimodが腸炎を抑制することを明らかにし、二次リンパ組織欠損腸炎モデルにより骨髄にリンパ球を隔離することで免疫抑制作用を発揮するという新規の機序を明らかとした。 Fingolimod is a sphingosine-1-phosphate receptor modulator, which inhibits T cell egress from lymph nodes, thereby prevents pathogenic T cells from migrating towards disease sites. In inflammatory bowel diseases (IBD), it is thought that colitogenic memory T cells are reactivated in regional lymphoid organs, and return to inflammatory tissues. We demonstrated that fingolimod prevents the development of colitis induced by the adoptive transfer of naive T cells (naive T colitis) and colitogenic effector-memory T cells (memory T colitis) into SCID mice. Next, we demonstrated that fingolimod decreased T cells in peripheral blood, but conversely increased in bone marrow in the mice lacking lymph nodes and spleen. Notably, fingolimod prevented the development of memory T colitis without lymph nodes and spleen. Collectively, fingolimod may offer an additional role to direct trafficking of T cells in bone marrow, resulting in the prevention of memory T cell-mediated diseases including IBD.
60. 小児炎症性腸疾患における新規便中カルプロテクチン測定法の臨床的有用性の検討 Usefulness of a Novel and Rapid Assay System for Fecal Calprotectin in Pediatric Patients with Inflammatory Bowel Diseases. 25860889 2013-04-01 – 2015-03-31 炎症性腸疾患 / 小児 / バイオマーカー / カルプロテクチン / 疾患活動性 小児科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 若手研究(B) 大阪医科大学 短時間で測定が完了する新規便中カルプロテクチン濃度（FC）の測定法である金コロイド凝集（CGA）法は小児IBDの腸管炎症を正確に診断することができた。また、CGA法で測定したFCは、粘膜治癒や臨床的寛解例における潜在炎症の診断にも有用であった。以上より、従来の測定法であるELISAに代わり得ると考えられる。 Novel assay system for fecal calprotectin (FC), colloidal gold aggragation assay (CGA), had excellent performance for assessing mucosal inflammation of pediatric inflammatory bowel diseases, and can be replaced for conventional ELISA. FC measured by CGA was also useful for assessing mucosal healing and identifying subclinical inflammation of the colon.
61. 大動物を用いた腸管上皮幹細胞の移植技術確立 Establishment of transplantation therapy using intestinal stem cells for large animals. 25670372 2013-04-01 – 2015-03-31 腸管上皮細胞 / 粘膜再生治療 / 下部消化管学 / オルガノイド / 炎症性腸疾患 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 挑戦的萌芽研究 慶應義塾大学 炎症腸疾患は慢性腸管炎症を特徴とする疾患であり，免疫統御療法によって治療されている．最近，粘膜治癒が長期寛解を予測する治療ゴールとなっているが，粘膜再生治療の効果については十分な検証がなされていない．我々は新しく開発されたオルガノイド培養技術を利用し，大動物を用いた粘膜再生治療の確立を試みた．大動物飼育施設を利用し，飼育ブタより内視鏡的に採取したサンプルよりオルガノイドを樹立し，上皮損傷後のブタ腸管粘膜への内視鏡的な移植を行った．オルガノイドは7-10日間の生着が内視鏡的に確認された．さらなる移植技術の最適化により，炎症性腸疾患への粘膜再生治療の実現を目指したい． Inflammatory bowel disease is characterized by chronic mucosal inflammation and mainly treated with immunomodulatory reagents. Recently it was found that mucosal healing is a therapeutic goal to predict long-term remission. Nonetheless, there is little evidence of efficacy for mucosal regenerative therapy. We developed a novel intestinal stem cell culture system, in which isolated stem cells form stereotypic organoid structgures for long-term. Using this technology, we attempted to establish mucosal regenerative therapy for large animals. Taking advantage of our large animal facility, we established pig organoids from endoscopic biopsy specimens. The pig intestinal organoids were endoscopically transplanted on the epithelium-removed mucosa and engraft for 7-10 days. Further optimization may lead realization of regenerative medicine for inflammatory bowel disease.
62. Ras-Raf-ERK/MAPK経路抑制による炎症・がん制御の分子機構 Regulatory mechanism of inflammation and inflammation-related cancer by regulating Ras-Raf-ERK/MAPK 25293095 2013-04-01 – 2016-03-31 炎症 / シグナル伝達・抑制 / 炎症とがん / 炎症・自然免疫 / シグナル伝達 / 発がん / 急性肺傷害 / 炎症性腸疾患 / ウイルス感染 実験病理学 / 基礎医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(B) 岡山大学 本研究課題では、Ras-Raf-ERK/MAPKとその内因性抑制因子Spred-2に焦点をあて各種動物モデルを用いて、ERK経路抑制による炎症とがんの制御機構を明らかにした。検討結果から、Spred-2は種々のモデルで炎症制御に中心的な役割を担うことが明らかとなり、抗炎症の新規ターゲットになると考えられた。また、ヒトがん組織に発現するSpred-2は、細胞のがん化とがん進展に密接に関係する事が示唆された。さらに、炎症反応を制御するSpred-2は、がん細胞及び間質細胞の共存する微小炎症環境で、がんの増殖・進展に関わる可能性を見いだした。 In this project, we have analyzed the role of Ras-Raf-ERK/MAPK and its endogenous inhibitor, Spred-2 in various animal models, using Spred-2 knock-out (KO) mice. We have demonstrated that Spred-2 plays a central role in the regulation of inflammation in various types of inflammation. Our results suggest that Spred-2 can be a new target for controlling inflammation. We also demonstrated that Spred-2 expressed in clinical cancer tissue may be involved carcinogenesis and cancer progression. Furthermore, our results indicate that Spred-2 may be essential regulator of cancer metastasis by modulating epithelial mesenchymal transition (EMT).
63. 炎症性腸疾患大腸発癌における低分子量ＧＴＰ蛋白Ｒａｌの機能解析 Functional analysis of small GTP binding protein Ral in colitis-associated cancer 24590941 2012-04-01 – 2015-03-31 炎症性腸疾患 / 炎症性大腸発がん / Ral / 自然免疫 / 炎症性大腸がん / サイトカイン / 炎症性大腸発癌 / IL-17 / IL-1beta 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(C) 京都大学 炎症性大腸癌機序における低分子量GTP結合蛋白Ralの役割を検討した。Ral-GAPα2 KOマウス(Ralが活性化されている)では大腸粘膜内の炎症性サイトカインの発現が上昇していた。IL-10Ral-GAPα2 Double KOマウスでは、IL-10KOマウスに比し早期に腸炎が誘導された。さらに、RaGAPα2 KOマウスを用いてazoxymethane +デキストラン硫酸投与による炎症性大腸癌誘導モデルを作製した。野生型マウスに比べ、RaGAPα2 KOマウスでは浸潤型大腸癌が多く観察された。以上より、Ralの活性化は自然免疫系ならびに、大腸腫瘍の浸潤能獲得に関与することが示唆された。 The aim of this study is to elucidate the role of Small GTP binding protein Ral in development of colitis-associated cancer (CAC). We used Ral-GAPα2 KO mice (Ral continuously activated) for this study. The gene expression of pro-inflammatory cytokines was significantly up-regulated in colonic mucosa of Ral-GAPα2 KO mice than in wild type mice. Interestingly, Ral activation accelerated colonic inflammation of IL-10KO mice. In addition, we made CAC model by the injection of azoxymethane (AOM) with repeated administration of dextran sulfate sodium (DSS). The number of CAC with submucosal invasion was higher in Ral-GAPα2 KO mice treated with AOM and DSS than in wild type mice. These data indicate that Ral is involved in innate immune system and providing invasive phenotype in CAC.
64. 画期的中和抗体定量法を用いたクローン病の生物学的製剤個別化投与アルゴリズムの構築 Development of a new immunoassay for the accurate 24590940 2012-04-01 – 2015-03-31 炎症性腸疾患 / 内科 / 薬物動態 / インフリキシマブ / アダリムマブ 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(C) 滋賀医科大学 IFXの維持療法を受けている患者のIFX投与直前の血中IFX濃度をIFX値とし、このIFX値とATI濃度からクローン病の病態を解析した。５８人の患者の解析から、ATI陰性の患者に比べてATI陽性の患者ではIFXトラフ値が有意に低く、血中TNF-α濃度が有意に高かった。健常人より得られた数値から、ATIのカットオフ値を10.2μg/ml、IFX トラフ値のカットオフ値を１μg/mlに設定し、臨床経過を解析した。ATI陽性、トラフ値カットオフ以下の患者の多くが二次無効となりIFXの効果減弱例と判断された。これらの患者のATI力価にはばらつきが認められ、ATIカットオフ値近傍の患者が多く認められた。 Our results suggest that ATI levels of ≤35 μg/mL should be the standard indication for dosage increase. For cases where no improvement is evident following dosage increase, switching to other biopharmaceuticals should be considered. Serum infliximab trough levels are correlated with ESR as well as CRP, serum albumin, and fecal calprotectin levels in Crohn’s disease patients on infliximab maintenance therapy. The results suggest that serum infliximab trough levels should be ≥1.0 μg/mL for effective therapy, and the dosage of infliximab should be increased when serum infliximab trough levels fall below 1.0 μg/mL. Increasing the dosage is not effective and efficacious serum infliximab trough levels cannot be obtained in patients with high ATI levels. Thus, the presence or absence of ATIs is important in determining treatment strategy.
65. 特異的ＮＫ細胞受容体・リガンドを標的としたクローン病新規治療法の開発 Novel therapeutic strategy for Crohn’s disease by targeting an NK cell subset 24590937 2012-04-01 – 2015-03-31 炎症性腸疾患 / クローン病 / 新規治療法 / 粘膜免疫 / NK細胞 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(C) 東京医科歯科大学 申請者らがこれまでに得られた知見を基盤として独自に研究を展開してきたナチュラルキラー（NK）細胞による特異的受容体/リガンドを介したその細胞傷害活性に着目し、本研究では炎症性腸疾患の病態における特異的な免疫学的異常に対する新規治療法の開発基盤樹立を目標とした研究を展開している。その結果、当該研究期間に得られた成果から、あるNK細胞サブセットの機能解析を行うことに成功した。そして炎症性腸疾患の病態において誘導される獲得免疫反応に対し、このNK細胞サブセットがその新規治療法に繋がる可能性が暗示された。 We previously reported that IL-7-/-RAG-/- mice receiving naive T cells failed to induce colitis. Such abrogation of colitis may be associated not only with the lack of IL-7, but also with the induction of T cell apoptosis at an early stage of colitis development. Natural killer (NK) cells may be associated with the suppression of pathogenic T cells, and may induce apoptosis of CD4+ T cells. To further investigate these roles of NK cells, RAG-/- and IL-7-/-RAG-/- mice that had received naive T cells were depleted of NK cells. NK cell depletion at an early stage during effecter/memory T cell (TEM) development resulted in exacerbated colitis in recipient mice even in the absence of IL-7. Increased TEM were observed in the T cell-reconstituted RAG-/- recipients when NK cells were depleted. These results suggest that NK cells suppress colitis severity in the T cell-reconstituted recipient mice through targeting of colitogenic TEM present at the early stage of T cell development.
66. 慢性炎症による大腸発癌機構の解明 Molecular characterization of Colitis Associated Cancer 24249046 2012-04-01 – 2015-03-31 下部消化管学 / 下部消化管 / 潰瘍性大腸炎 / 幹細胞 / 大腸がん / 大腸癌 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(A) 慶應義塾大学 炎症性腸疾患は慢性腸管炎症を特徴とする疾患で，本邦で近年増加中である．潰瘍性大腸炎患者は長期罹患とともに大腸発がんリスクが高くなり,通常の大腸がんと異なる臨床像を示し,Colitis associated cancer (CAC)と称される．我々はCAC症例より腫瘍サンプルを採取し，オルガノイドの樹立,そのCACオルガノイドの統合的な解析を行った．CACでは通常型の大腸がんに比し，低頻度のAPC変異と高頻度のTP53変異を認めた．CACオルガノイドの樹立とその分子遺伝学的解析データが統合され，今後のCACに対する基礎研究ならびにトランスレーションナルリサーチの進展に極めて有用と考えられる． Inflammatory bowel disease is characterized by chronic mucosal inflammation and the number of patients are increasing in our country. Duration of disease is positively correlated to the occurrence of colorectal cancer, which is referred to as Colitis associated cancer (CAC). CAC exhibit different clinical features and therapeutic response in comparison to sporadic colorectal cancer. To elucidate carcinogenic mechanism for CAC, we attempted to establish organoids from CAC. We established 6 CAC organoids and performed gene expression microarray analysis, exome analysis and copy number variation analysis. We observed less frequent mutations in APC and higher prevalence of TP53 mutations in CAC as compared to sporadic colorectal cancer. The established CAC organoids and their molecular characterization data can be useful resource for basic and translational research for CAC.
67. ヒト腸管切除検体を用いた炎症性腸疾患の免疫学的発症機序の解明と新規治療法の開発 12J05920 2012-04-01 – 2015-03-31 炎症性疾患 / サイトカイン / マクロファージ / 自然リンパ球 / 遺伝子発現 / 炎症性腸疾患 / Innate lympohoid cell / Lymphoid tissue inducer cells / Th17細胞 / Th1細胞 / Gut-associated lymphoid tissue 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 特別研究員奨励費 慶應義塾大学 前年度までにマウスを用いて行った基盤的研究から、炎症状態、定常状態ともヘルパーT細胞(Th1, Th17細胞)および、Innate lymphoid cell (ILC)は独立した制御機構が存在することが示唆された。IBD患者腸管切除検体において、ILCの細胞数の増減は認められない物の、粘膜修復能に関与するIL-22産生能を炎症部と非炎症部において比較したところ、ILCのIL-22産生能は炎症部と比して非炎症部において有意に高値を示した。また、IL-22産生性のILCはCD127(+)CD56(-)分画(CD127SP)およびCD127(+)CD56(+)分画(DP)において認められた。次にCD127SPおよびDP分画を単離し定量PCRを実施したところ、Flowcytometryの結果と一致してCD127SPおよびDP分画はRORγt陽性であり、これらはそれぞれマウスにおけるNCR- ILC3, NCR+ILC3に一致する分画と考えられる。これらILC3分画からのIL-22産生機構を検討するために、マウスの腸管を用いて、ILC3分画における網羅的遺伝子発現解析(RNA-seq)および、クロマチン構造(ATAC-seq)を検討した。まず初めに、ILC3の各分画を効率よく分離するための細胞調整方法および分離方法を検討した。CCR6+NCR-ILC3はLTiに、CCR6-NCR-ILC3はT-betを発現しNCR+ILC3に近い性質を持っていることを確認しNCR+ILC3とLTiの遺伝子発現をRNA-seqを用いて比較検討した。
68. 樹状細胞オートファジーによる腸管粘膜免疫系ホメオスターシスの制御 Regulation of gut mucosal homeostasis by autophagy in dendritic cells 23790528 2011 – 2012 樹状細胞 / オートファジー / 腸内常在菌 / IgA / 炎症性腸疾患 免疫学 / 基礎医学 / 医歯薬学 / 生物系 若手研究(B) 東京医科歯科大学 申請者は, 腸管関連リンパ組織(GALT)の樹状細胞(DC)では構成的に オートファジーが誘導されていること, また同機構の誘導には腸内常在菌の細胞内捕捉が重要 であることを明らかにした. 腸炎モデルの検討から, DC オートファジーを欠如するマウスでは, 腸炎回復期における粘膜組織の再生遅延が観察された. またこの遅延は, DC オートファジー不 全による DC 内常在菌数の増加に伴う IL-6 および TNF-〓の生産レベルの増加, ならびに DC による IL-23 の生産レベルの減少および IL-23 依存性に誘導される, 組織修復を促す IL-22 の 大腸組織からの生産レベルの減少によることが判明した. これらの結果から, GALT DC の構成 的オートファジーは定常状態では腸内常在菌の刺激依存性に誘導されること, 炎症状態では回 復時の粘膜治癒機構に深い関わりがあることが明らかとなった. We here showed that autophagy is constitutively induced in dendritic cells (DCs) in the gut-associated lymphoid tissues (GALT) under steady-state conditions and the induction is dependent on the engulfment of commensal bacteria. In a colitis model, DC-specific autophagy-deficient mice showed a delayed restoration of mucosal integrity in a recovery phase. Autophagy-deficient GALT DCs revealed increased intracellular commensal bacteria, increased production of IL-6 and TNF-〓, and reduced production of IL-23 in the recovery phase of colitis. Importantly, the production of tissue-remodeling cytokine IL-22, which is induced by IL-23, was much reduced in the autophagy-deficient mice. Collectively, these results indicate that constitutive autophagy in GALT DCs is induced by the intracellular recognition of commensal bacteria, and suggest that the autophagy plays an important role in mucosal healing of colitis.
69. 特殊光内視鏡と分子イメージング内視鏡による潰瘍性大腸炎合併癌サーベイランスの検討 The investigation of surveillance colonoscopy for ulcerative colitis associated cancer by using image enhanced endoscopy and molecular imaging endoscopy. 23591022 2011 – 2013 潰瘍性大腸炎 / サーベイランス内視鏡 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(C) 大阪市立大学 全大腸NBI（Narrow Band Imaging）観察と狙撃生検によるサーベイランス内視鏡は通常光と同等の検出力で検査時間が短いことを示し、全大腸NBI観察と全大腸色素内視鏡による国内多施設共同前向きランダム化比較試験（Navigator Study）を開始した。またAFI（Auto Fluorescence Imaging）で非腫瘍性病変がマゼンダを呈さないことを示した。PDD（Photodynamic diagnosis）で全ての市販内視鏡検査で視認困難なflat dysplasiaを視認できることを報告した。以上をもとに高精度で効率的なサーベイランス内視鏡検査ストラテジーを提唱した。 We evaluated that panclonic NBI (Narrow Band Imaging) surveillance colonoscopy showed similar efficacy for the detection of colitis associated neoplasia and shorter examination time. We conducted the multicenter prospective randomized comparison study (Navigator Study) for surveillance colonoscopy with panclonic NBI observation and panchromoendoscopy. AFI (Auto Fluorescence Imaging) was useful for negative selection with green appearance for suspected lesion. And PDD (Photodynamic diagnosis) could visualize the invisible flat dysplasia with commercial endoscopic devices. Therefore, we recommended the optimized surveillance colonoscopic strategy.
70. Ｓ１Ｐ受容体を標的としたＩＢＤ新規治療法の開発 Development of the novel IBD treatment targeted S1P receptor 23590934 2011 – 2013 炎症性腸疾患 / 慢性腸炎 / リンパ球動態制御 / FTY720 / S1P受容体 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(C) 東京医科歯科大学 本研究では炎症性腸疾患における特異的な免疫学的異常に着目し、リンパ球動態を制御する低分子化合物FTY720を用いた、これまでと全く異なる概念に基づく新規治療法に関して独自に検討を行った。
    FTY720を腸炎マウスの複数のモデルに投与した結果、その腸炎を著明に抑制することが可能であった。
    また我々は、この腸炎抑制機序はFTY720が腸炎惹起性リンパ球を二次リンパ節に隔離することで効果発現していることを明らかとした。 In inflammatory bowel diseases, it is thought that colitogenic memory CD4+ T cells are intermittently reactivated in regional lymphoid organs, and return to inflammatory tissues. Little is known about how FTY720 controls the migration property of memory T cells. We here demonstrated that FTY720 prevents the development of colitis induced by the adoptive transfer of naive CD4+ T cells into SCID mice. Also FTY720 prevents the colitis induced by the adoptive transfer of colitogenic effector-memory CD4+ T cells into SCID mice. In both model, cell number of CD4+ T cells was markedly decreased in peripheral blood of FTY720-treated mice, but conversely increased in lymph nodes. Notably, FTY720 treatment prevented the development of colitis in inflammatory bowel disease model by inhibition of T-cell egress from lymph nodes.
71. 細胞膜有機イオン輸送体および接着分子による新規微生物認識機構の解明と腸炎への関与 Novel roles of transporters and adherent molecules of epithelial membrane in the recognition of bacteria 23590931 2011 – 2013 下部消化管学（小腸、大腸） / 腸内細菌 / 炎症性腸疾患 / ポリリン酸 / トランスポーター / エンドサイトーシス / インテグリン / 接着分子 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(C) 旭川医科大学 バシラス菌および新規麦芽乳酸菌の培養上清から腸管上皮バリア機能を増強する活性物質であるcompetence and sporulation factor (CSF)とポリリン酸を同定することに成功した。これらの活性物質は、細胞膜トランスポーターOCTN2およびインテグリン1により腸管上皮に認識され、細胞内に取り込まれることで、腸管障害を改善することが明らかになった。これは、Toll様受容体やNODsなどのパターン認識受容体を介さない、新たな宿主－腸内細菌のコミュニケーションシステムの存在を示唆するとともに、菌由来活性物質を用いた新規腸炎治療開発への足がかりとなる。 Competence and sporulation factor and polyphosphate were identified as bioactive molecules from the conditioned media of Bacillus subtilis and Lactobacillus brevis SB88, respectively. These molecules improved the intestinal injury through their transport by OCTN2 and binding to integrin 1, respectively. The novel communication systems between the host and bacteria are distinct from the mechanisms mediated by pattern-recognition receptors, such as Toll-like receptors and NODs. These results are therefore expected to positively contribute to the development of new drugs for the treatment of intestinal inflammation using bacteria-derived molecules.
72. 腸管NK細胞の炎症性腸疾患への関与の解明及び細胞集団の移行性の検討 Analysis of intestinal NK cells in pathology of inflammatory bowel diseases and examination about translatability of NK cells 22790668 2010 – 2011 炎症性腸疾患 / クローン病 / 腸管マクロファージ / 腸管NK細胞 / NKp44 / NKp46 / IL-23 / TL1A 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 若手研究(B) 慶應義塾大学 腸管NK細胞にはNKp44とNKp46の細胞表面分子により大きく二つの集団に分類され、正常腸管においてはこれらの細胞集団が均衡により腸管免疫の恒常性が保たれていることを示した。一方、クローン病においてはこれらの著しい不均衡が生じており、病態に関与している可能性を示した。また、腸管NK細胞の活性化には腸管マクロファージとの相互作用が重要であることを見出し、ここにかかわる因子としてIL-23とTL1Aの存在を見出した。これらの結果はNKp46+NK細胞がクローン病の病態に関与する可能性を示唆するものと考えられた。 We showed that the NKp44+/NKp46+NK cell is balanced in human normal intestinal mucosa, and the balance is disturbed in the intestinal mucosa in Crohn’s disease. Moreover, the interaction between intestinal NKp46+NK cells and CD14+LPMφs is an important participant in the pathogenesis of Crohn’s disease. IL-23 and the TL1A were the key factor of their interaction. These findings suggest that IFN-γ-producing NKp46+mucosal NK cell subset is involved in the pathogenesis of Crohn’s disease.
73. エピゲノム制御による消化管の組織修復機構 Epigenetically regulated tissue repair mechanism in gastrointestinal tract 22590712 2010 – 2012 下部消化管学(小腸、大腸) / 糖鎖 / エピゲノム / 消化管 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(C) 独立行政法人国立国際医療研究センター 本研究では傷害を受けた消化管の組織修復を促す因子を、マウス腸炎モデルを用いて探索した。再生上皮においてムチン産生細胞の分化やムチン合成に関する遺伝子群の発現が低下していること、そのDNAメチル化が亢進していることを見出した。更に潰瘍性大腸炎においてもヒトホモログの発現低下が同様に起こっていることを明らかにした。また、潰瘍性大腸炎においてL-1トランスポゾンのDNAメチル化レベルの低下と、転写および分化にかかわる遺伝子群のDNAメチル化亢進を見出し、傷害上皮の再生のための増殖促進におけるエピジェネティック機構の重要性を明らかにした。 In this study, we searched for the factors which promoted the regeneration of damaged gastrointestinal epithelium in the murine colitis model. We found that a group of genes involving in the differentiation to mucin-producing cells and the synthesis of mucins was DNA methylated and their expression were significantly decreased in regenerative epithelial cells isolated from the inflamed colon. Decreased expression of some human homologues was also observed in the ulcerative colitis. In addition, the DNA methylation level of the L-1 retrotransposon was dramatically decreased while the DNA methylation of genes involving in the transcription and the differentiation was accelerated in ulcerative colitis. These results suggest the importance of epigenetic gene regulation for the regeneration of the injured epithelium.
74. 血清中マイクロRNAを用いた炎症性腸疾患に対する治療効果予測法の確立 Serum miRNA Levels in Patients with Inflammatory Bowel Disease 22590707 2010 – 2012 下部消化管学(小腸、大腸) / miRNA / 炎症性腸疾患 / 血清診断学 / 核酸創薬 / microRNA / 血清診断 / トランスレーショナル / マイクロRNA / マイクロアレイ / 発現制御 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(C) 九州歯科大学 我々はクローン病の標準的な分子標的療法である抗TNFα抗体投与の前後で血清中miRNAを網羅的に測定した。結果として12個のmiRNAで変化を認めた。また、緩解群と非緩解群の比較においては、緩解群でlet-7dとlet-7eが有為に増量していることを確認した。血清中let-7の分子生物学的意義は今後の検討課題であるが、Tリンパ球のアポトーシスへの関与が報告されている。この結果より治療抵抗性のクローン病に対してlet-7が臨床マーカーとなる可能性が示唆された。 We measured serum miRNA before and after the antiTNF alpha antibody administration that was standard molecular target therapy of the Crohn’s disease. As a result, showed a change in 12 miRNAs. Also, in the comparison between remission group and non-remission group, we confirmed that let-7d and let-7e were increased in a remission group. The molecular biologic significance of serum let-7 should be examined. It may be involved in apoptosis of T lymphocytes causing inflammation. As a result, let-7 may become a therapeutic marker of the refractory Crohn’s disease.
75. 一酸化炭素による腸管炎症制御・粘膜損傷治癒効果の分子機構解明 The effect of carbon monoxide in the intestinal inflammation 22590706 2010 – 2012 一酸化炭素 / 潰瘍性大腸炎 / クローン病 / 炎症性腸疾患 / 抗炎症作用 / 粘膜治癒 / Trinitrobenzesulfonic acid / TNF-alpha / CINC-1 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(C) 京都府立医科大学 潰瘍性大腸炎やクローン病などの難治性炎症性腸疾患に対する新規治療法の開拓を課題として、一酸化炭素(Carbon monoxide: CO)による腸管炎症抑制効果・粘膜治癒促進効果を検証した。まず、安全かつ安定なCO供給源として、高濃度CO (50%)をバブリングすることにより溶解液を作成し、実験動物(ラット・マウス)を対象としてCO溶解液を経肛門的投与した。本投与法ではCO中毒は惹起されず、 COの毒性を克服しうる安全性の高い投与法であることを明らかにした。さらに、ラット実験腸炎モデルを用いた検討において、CO溶解液の経肛門的投与により、大腸炎の発症・進展が抑制されることを見出した。また、大腸炎発症後にCO溶解液を投与する治療実験においても大腸粘膜損傷治癒が促進されることを明らかにし、 この粘膜損傷治癒促進効果にはCOによる腸管上皮細胞の遊走促進作用が関与することを明らかにした。 An abundance of recent data on the cytoprotective and anti-inflammatory effect of carbon monoxide (CO) supports that CO is a promising therapeutic gas for various diseases. In the present study, we investigated whether the enema with CO-saturated saline as a novel therapeutic strategy was effective against intestinal inflammation. CO-saturated solution was made by bubbled 50% CO gas into saline. In results, the intrarectal administration of CO-saturated solution ameliorated TNBS-induced colitis and accelerated the healing of the colonic ulceration. Moreover, CO-saturated medium enhanced the migration of intestinal epithelial cells. Thus, the rectal administration of CO-saturated solution protected from the intestinal inflammation and accelerated the colonic ulcer healing. B ased on these data, CO mayrepresent a novel therapeutic approach for the treatment of inflammatory bowel disease.
76. 炎症性腸疾患における発癌調節機構の解明と臨床応用への基盤樹立 Identification of the inflammatory signaling in intestinal epithelial cells involved 22590696 2010 – 2012 炎症性腸疾患 / 炎症性発癌 / 新規治療法 / 粘膜免疫 / MLCK / 炎症性腸管 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(C) 東京医科歯科大学 本研究は申請者らが独自に研究を展開してきた炎症性サイトカインを介した腸管上皮細胞における免疫学的シグナル伝達に注目し、炎症性腸疾患における特異的発癌分子機構とその新規治療標的としての可能性について解析した。その結果、腸管上皮細胞における特異的なTNFシグナルがNF-KBの活性化に深く関与する事実と、それによって腸管上皮細胞の発癌誘導が促進され得る可能性が暗示された。この分子メカニズムが炎症性腸疾患における特異的発癌の病態機序においてその治療標的になりうることが示唆され、今後の研究成果が期待される。 Treatment with anti-tumor necrosis factor (TNF) mAb has been accepted as a successful therapy for patients with inflammatory bowel diseases (IBD). It has been recently reported that blockade of TNF receptor (TNFR) signaling in infiltrating hematopoietic cells may prevents the development of colitis-associated cancer (CAC). However, it remains unclear whether the TNF signaling in the epithelial cells is also involved in the development of CAC. To investigate this, we studied the effects of anti-TNF mAb in animal models of colitis and CAC. Our studies suggest that the TNFR signaling in intestinal epithelial cells may be directly involved in the development of CAC with persistent colitis, and imply that the maintenance therapy with anti-TNF mAb may prevent the development of CAC in patients with IBD.
77. 炎症性腸疾患における病勢マーカーとしてのWnt-5aとその分子生物学的役割 The role of Wnt-5a as the pathological marker of inflammatory bowel disease. 21790688 2009 – 2011 Wnt-5a / 潰瘍性大腸炎 / クローン病 / myofibroblast / Hsp25 / SERPINB1 / Myofibroblast / FGF15 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 若手研究(B) 京都府立医科大学 大腸のmyofibroblastからのWnt-5a発現に関しては大腸上皮細胞のHeat Shock Protein 25を抑制することが分かった。これは上皮細胞におけるbeta-cateninの核内移行を促進することが機序であることも明らかとなった。また、この抑制によって上皮細胞の増殖が促進された。この増殖促進はWnt-5aそのものの作用ではなく、上皮細胞内におけるHeat Shock Protein 25抑制によってもたらされることも証明された。大腸粘膜におけるWnt-5a発現に関して、正常および寛解期の潰瘍性大腸炎患者から得た大腸粘膜組織ではWnt-5a mRNA発現は低値であったが、活動期の潰瘍性大腸炎患者における大腸粘膜組織では有意にWnt-5a mRNA発現が増加していた。 Colonic myofibroblast cells(VUPF) conditioned medium inhibited butyrate-induced Hsp25 expression and promoted butyrate induced cell proliferation. Mass spectroscopy of the active CM fraction implicated members of the Wnt-5a. Wnt5a expression was silenced in vivo by intramural injection with Wnt5a siRNA. At the site of injection, Hsp25 expression was increased along the entire length of the crypt in contrast to being only expressed by surface colonocytes in mice injected with scrambled siRNA. These findings were associated with decreased pericrypt MF Wnt-5a expression and decreased epithelial Ki-67 staining. When colonic crypt Hsp25 expression was increased through luminal lentiviral infection, Ki-67 staining was nearly absent. Wnt-5a mRNA expression of colonic mucosa from ulcerative colitis patients were significantly increased compated to normal control and remission stage of ulcerative colitis.
78. 腸管アルカリフォスファターゼが炎症性腸疾患の粘膜防御機構に果たす役割 The role of intestinal alkaline phosphatase in inflamatory bowel disease 21590808 2009 – 2012 炎症性腸疾患 / 粘膜防御機構 / 腸管アルカリフォスファターゼ 消化器内科学 / 内科系臨床医学 / 医歯薬学 / 生物系 基盤研究(C) 浜松医科大学 炎症性腸疾患において粘膜のバリア機構はその病勢に大きく関与する。我々は、過去に腸管バリア機構を増強すると報告されてきた腸管アルカリフォスファターゼ(IAP)に着目した。遺伝子操作により IAP をマウスの腸管粘膜局所で増減させる実験系の確立を探索した。炎症性腸疾患のモデルマウスとしては、過去の報告では安定した病気の作成が困難とされたクローン病類似モデルであるマウス TNBS 腸炎を腹腔麻酔の代りに吸入麻酔を使用することにより安定したモデルにすることに成功した。これらの系を用いて、今後 IAP の粘膜防御におけるメカニズムをさらに検討していく予定である。 The mucosal barrier function may contribute to the disease activity of inflammatory bowel disease (IBD). Previous studies showed that the intestinal alkaline phosphatase (IAP) maintains mucosal integrity of the gut. We tried to establish the experimental system which increases or decreases IAP on intestinal mucosa by using gene transfer system. It is known that TNBS colitis, which is one of mouse models of Crohn’s disease, is very difficult to induce colitis stably. However we succeeded in establishment of the system which makes the stable TNBS colitis by using continuous inhalation anesthesia with sevoflurane instead of conventional intraperitoneal anesthesia. We will further examine that the mechanism of IAP in mucosal barrier functions by using these models.