【研究分野】基礎獣医学・基礎畜産学

【研究領域課題番号】18380173 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

プロスタグランジンD2 / プロスタグランジンE2 / マクロファージ / 消化管 / 細胞遊走 / 蠕動運動 / 炎症 / 一酸化窒素(NO) / プロスタグランジン / リポポリサッカライド / COX-2 / EP4受容体 / DP2受容体

【研究成果の概要】

細胞膜を構成するアラキドン酸から合成されるプロスタグランジン(PG)類は炎症や痛みに関与する脂質メディエーターである。本研究では、これまで明かではなかったPGD2 が炎症担当細胞であるマクロファージの細胞遊走活性に関与する知見に加えて、PGE2 による誘導型一酸化窒素合成酵素(iNOS)の発現機構とそれに伴う炎症性の消化管運動機能障害機構について明らかにした。これらの知見は、消化管炎症に伴う消化管運動障害の分子基盤の一端を担うものであり、消化器疾患の多い家畜の生産性向上を目指す基盤研究として意義深い。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】18,100千円 (直接経費: 15,400千円、間接経費: 2,700千円)

【研究分野】基礎獣医学・基礎畜産学

【研究領域課題番号】13306023 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

マクロファージ / 腸運動 / 炎症 / プロスタグランジン / 平滑筋 / 収縮性 / 一酸化窒素 / IL-1β / NOD2 / 腸

【研究成果の概要】

消化管の筋層間に均一に分布しているマクロファージ(筋層間常在型マクロファージ)は、蠕動運動をコントロールする壁内神経細胞やカハール介在細胞に近接して存在する。このため、消化管運動系との相互反応が予想され、これらマクロファージが特に消化管病態時における運動障害に関わる可能性が示唆されている。本研究プロジェクトにより以下の成果を得ることができた。
(1)筋層間常在型マクロファージの生物学的性状:形態学的特徴(免疫染色、電顕、共焦点顕微鏡)、静止膜電位を形成するKチャネル、Ca動態からみた薬理学的性状(受容体、cAMPによる抑制系機序)、活性酸素の産生と細胞内pH低下、プロトンチャネルの存在、などを証明した(Neurogastroenterology and Motility 16:39-51,2004)。(2)IL-1βの長期処理:IL-1β、3-7日の処理で平滑筋収縮が抑制されることが明らかとなった。この機序として、収縮蛋白系のCa感受性低下が関与すること、そしてRho-ROCK系の中のCPI-17のダウンレギュレーションが主要なメカニズムであることを発見した(J Biol Chem.278:48794-48804,2003)。(3)TNBS誘発クローン病モデル動物:炎症部位の平滑筋収縮能が減弱すること、自発性収縮も減弱していること、これらの収縮性の変化には内因性の一酸化窒素やプロスタグランジンは関与しないこと、さらにパッチクランプ法により平滑筋細胞の電位依存性Caチャネル活性(L-type Caチャネル)が低下していることが明らかとなった(Am J Physiol 285:G483-493,2003)。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2001 - 2003

【配分額】55,640千円 (直接経費: 42,800千円、間接経費: 12,840千円)

【研究分野】基礎獣医学・基礎畜産学

【研究領域課題番号】12460132 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ヒルシュスプルング病 / 消化管 / 運動機能 / 免疫系 / マクロファージ / LPS / プロスタグランジン / 一酸化窒素 / 腸 / 炎症 / 平滑筋 / 収縮性

【研究成果の概要】

本研究は、ヒルシュスプルング病(以下ヒルシュ病と略す)の病態モデルとなるエンドセリンB受容体欠損ラットを用いて、閉塞性消化管障害の病態像を解明することを目的としている。2カ年にわたる研究で得られた成績は以下の通りである。
1.ヒルシュ病モデルラット 1)ヒルシュ病モデルラットは生後15-20日で死亡した。狭窄部は回腸下部にまで及び、この部位では神経叢は欠損していた。2)腸内フローラとマクロファージ:回腸の消化管内容物を採取し、腸内フローラを比較した。正常ラットではlactobacilliを主体としていたが、ヒルシュ病モデルラットでは総菌数ならびに嫌気性菌数が正常の盲腸レベルに達し、腸内フローラの正常なコントロールが行われていないことが明らかとなった。3)これらの変化と呼応して、回腸の粘膜下および筋層間に分布するマクロファージの数および容積の増加が観察された。4)IL-6やIL-10の発現の亢進も認められマクロファージが活性化型へ変化している様子が、免疫組織学的、さらには遺伝子発現のレベルで確認された。
以上の成績から、エンドセリンB受容体欠損ラットは神経叢の欠損が小腸下部にまで及ぶ重篤な病態を示す、long segmentタイプのヒトヒルシュ病のモデルであることが明らかにされた。
2.LPSによる消化管マクロファージの変化 ヒルシュ病モデルラットで得られた成績を参考に、腸管組織にLPSを作用させ、筋層間マクロファージの変化を検討した。その結果、LPSによってiNOSとCOX-2が誘導され、一酸化窒素とプロスタグランジンが放出されて平滑筋収縮を抑制することが明らかになった。これらの成績から、消化管炎症時の運動低下を説明する知見と考えられたので、ヒルシュ病モデルラットにおける血中のLPS濃度を測定したところ、有意な増加が観察された。これと呼応したiNOSとCOX-2の関与について検討したが、予想に反して顕著な変化は認められなかった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2000 - 2001

【配分額】14,500千円 (直接経費: 14,500千円)