Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

潰瘍性大腸炎 / エクソソーム / 細胞外小胞 / 腸内細菌 / リンパ / 樹状細胞 / 多重免疫染色 / ラット

潰瘍性大腸炎（UC）の根本的な原因は未だ不明である。近年、腸内細菌成分の大腸組織への侵入がUC発症に関与すると考えられているが、その実態は生体内で証明されていない。これまでの研究背景から、粘膜バリア機能が低下したUC潜在期の大腸は腸内細菌が産生するエクソソーム（BEx）の侵入部位になり、BExはリンパ行性に所属リンパ節へ伝達されるという仮説を立てた。本研究ではUCモデルラットの腸リンパよりBExを直接単離して、その構成分子と動態、経路を個体レベルで明らかにして病態発現に果たす役割を解析する。
研究初年度である本年は、まずラットUCモデルの作製より行った。Lewis Rat, male, 9-12 weeksに、もっとも確立されているデキストラン硫酸塩（DSS）水溶液を自由飲水させる系にて病態発症の誘導を行った。3, 5, 6% DSSで比較したところ、5% DSSでは投与10日でUCに典型的な病態や組織所見を示し、3%でもその推移はやや緩やかになるものの同様の所見が認めた。本研究の目的は病態発症前の微小環境変化を解析にあるため、3% DSSで以後解析を行うこととした。
多重免疫染色にて炎症組織の解析を行ったところ、好中球とT細胞の浸潤を認めた。そこでUC難治性の主体となるT細胞の活性化部位を探索したところ、興味深いことに腸間膜根リンパ節ではなく結腸固有のリンパ組織であり、体重減少や臨床所見の出現に先行してT細胞が活性化することが分かった。そこでT細胞活性化部位を欠損させた上でUC誘発を試みたところ、対照群に比べ優位に病態発現の遅延や症状の軽減を認めた。これらの結果から、この部位がUCの発症と増悪に深く関与することが示唆された。

exosome / extracellular vesicles / lymph / miRNA / proteome / dendritic-cells / rat / mesenteric lymph / intestine / 小腸特異的エクソソーム / 腸リンパ / ラット / DC subset / EAE / 腸免疫 / 樹状細胞 / immunohistochemistry

臓器の排導リンパに着目して小腸特異的エクソソームの単離、同定と機能の解析を行なった。まず、ラット胸管カニュレーションとアフィニティ精製法を用いることで、リンパ中に恒常的なエクソソームの実在を示した。次に、腸間膜根リンパ節切除術を応用して実験群と対照群のエクソソームを網羅的に比較解析することで、小腸特異的エクソソームにおける核酸およびタンパク質の同定を行なった。その結果、約10個のmiRNA、3個のタンパク質において小腸エクソソーム特異的分子として見出した。また、免疫応答の系でエクソソーム産生、受容細胞としてフェノタイプと組織内局在が異なる樹状細胞亜群を同定し、これらの臨床応用法を示した。

エクソソームは遠隔細胞間で情報交換する手段である。しかし、その生体内挙動や臓器特異的性はほとんどが明らかになっていない。本研究ではリンパにもエクソソームが恒常的に産生されていることが初めて証明された。また、小腸からリンパへ産生される小腸特異的なエクソソームを同定することができた。
腸は莫大な量の情報処理を行いながら、他の器官系と連携して体の恒常性を維持しており、腸機能の変化や失調は腸のみならず様々な臓器の疾患にも繋がるとされる。本研究成果は、腸発の新たな細胞間相互作用を解き明かすことで生命の理解を深め、疾患の予防や治療に役立つと期待される。

樹状細胞 / 凍結保存 / 同種移植 / 血管移植 / ラット / 同種血管 / 腹部大動脈

10〜12週齢の近交系ラット(LewisおよびBrown Norway)を実験動物として用いた。新鮮大動脈グラフトは、摘出・洗浄後、腎動脈下に同所性に移植した。凍結保存グラフトは、摘出・洗浄後、プログラム冷却・1週間保存し、移植した。移植前の新鮮グラフトの観察では、Dendritic cellは外膜側にわずかに陽性、クラスI抗原が弱陽性であった。凍結保存グラフトでは、クラスI抗原が弱陽性で、走査電顕で血管内皮細胞の変形や配列の乱れがあったが、脱落は著明でなかった。Dendritic cellは認められなかった。以下に示す4群の大動脈移植モデルを作成した。(1)新鮮グラフト同系移植群、(2)凍結グラフト同系移植群、(3)新鮮グラフト異系移植群、(4)凍結グラフト異系移植群。各群で10例の移植を行い、5例ずつ2グループ(グループA:移植2週間後に犠牲死、グループB:移植1ヶ月後に犠牲死)に分けた。同系移植(1)(2)では、グループA, Bともに、全例グラフトは開存していたが、異型移植群(3)では、グループAで3例開存していたが、グループBでは1例のみ開存していた。異型移植群(4)では、グループA, Bとも、全例でグラフトは開存していた。摘出した移植大動脈の観察では、同系移植群では外膜側に軽度の炎症細胞浸潤を認めたが、Dendritic cellは移植前新鮮グラフトと明らかな相違はみられなかった。凍結保存群ではグラフトの再内皮化が見られ、グループBでは、ほとんど再内皮化が完成していた。異型移植群(3)では、Dendritic cellを含めた炎症細胞浸潤、クラスI、II抗原とICAM-1の発現が著明であった。異型移植群(4)では、炎症細胞浸潤は外膜側にやや強く見られたが、Dendritic cellはわずかで同系移植と同等であった。クラスI抗原の発現はやや強かったが、クラスII抗原の発現は弱く、拒絶の程度がかなり軽度であると考えられた。

【研究分担者】
田中十志也	東京大学	先端科学技術研究センター	特任教授	(Kakenデータベース)
入澤篤志	獨協医科大学	医学部	教授	(Kakenデータベース)
徳田信子	獨協医科大学	医学部	教授	(Kakenデータベース)
富永圭一	獨協医科大学	医学部	准教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
田中十志也	東京大学	先端科学技術研究センター	特任教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
中島淳	東京大学	医学部・附属病院	助教授	(Kakenデータベース)