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炎症性腸疾患における腸管マクロファージの鉄動態と免疫代謝学に基づく機能変化の解明

基于铁动力学和肠道巨噬细胞免疫代谢在炎症性肠病中阐明功能变化

基本信息

批准号：
20J14406
负责人：
北本博規
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J14406/
关键词：
炎症性腸疾患腸管マクロファージ細胞内鉄免疫代謝学

项目摘要

前年度までにIL-10KOマウスの食餌鉄を制限することで腸炎が軽減することを確認しており、腸管マクロファージ由来の炎症性サイトカインの遺伝子レベル・蛋白レベルの発現低下を確認していた。また大腸からLPMCを単離してフローサイトメトリーで解析を行ったところ、食餌鉄制限を行うことで、①LPMC中のマクロファージ総数が減少、②腸管マクロファージの細胞内鉄量が減少、③Monocyte waterfall（Ly-6C/MHCⅡで二次元展開し細胞集団の分布を確認）における成熟マクロファージの比率が低下、④腸管マクロファージのM2マーカー（CD206）の発現が増加していることを明らかにした。さらに、免疫代謝学に基づく解析として、IL-10 KOマウスのBMDMを用いて細胞内鉄をキレートした際の糖代謝の変化をFlux Analyzerにより検討したところ、鉄キレート群ではLPS刺激の有無によらずミトコンドリアでの酸化的リン酸化が低下していることを確認していた。該当年度はまずIL-10KOマウスのBMDMを用いて、細胞内鉄を減少させた時に引き起こされる免疫学的変化をRNA-seqにより網羅的に解析し、鉄キレートによって酸化的リン酸化が抑制され、解糖系が亢進するという免疫代謝学的な変化が明らかとなった。さらにこのphenotypeの背景にAMPK pathwayの活性化が見られ、逆に鉄キレートBMDMにAMPK阻害薬を使用することで炎症性サイトカイン産生能が一部回復し、pro-inflammatoryなphenotypeへと傾くことが確認出来た。また、食餌鉄を制限したIL-10KOマウスの腸管マクロファージにおいてもAMPKの相対的な活性化が確認されたことから、in vivoで確認された食餌鉄制限による腸炎軽減の免疫学的機序において、AMPK活性化が関与しているものと考えられた。

In the previous year, IL-10KO was confirmed to have decreased the production of dietary iron and protein in the intestine due to inflammatory disease. The total number of iron in LPMC decreased, the intracellular iron content in intestine decreased, and Monocyte waterfall decreased.(Ly-6C/MHC II) The distribution of cell clusters was confirmed. The ratio of mature cells to mature cells was lower. The occurrence of M2 cells (CD206) in intestinal cells increased. In addition, the basic analysis of IL-10 KO and BMDM in the intracellular iron and glucose metabolism in the Flux Analyzer was carried out to confirm the presence or absence of LPS stimulation. During the year, when IL-10KO MDM was used and intracellular iron was reduced, immunological changes were initiated and analyzed by RNA-seq, and the inhibition of iron acidification and the increase of glycometabolism made the changes in immunometabolism clear. The activation of AMPK pathway in the background of this phenotype can be confirmed by the use of BMDM and the production of inflammatory cytokines. In vivo, the immunologic mechanism of intestinal inflammation reduction associated with dietary iron restriction was identified.