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

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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。