腸管オルガノイド培養系を用いた抗炎症性食品成分の探索と解析

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本研究では、マウスの腸管オルガノイド（ミニ腸管のような3次元細胞組織体）を用いて、腸管上皮の炎症を抑制する食品成分の探索と、その作用機構を調べることを目的としている。今年度は最終年度であるが、COVID-19禍の影響を受け進捗が遅れたため、以下の2項目に関して報告する。①炎症性サイトカインTNF-αによる腸管オルガノイド初期炎症モデル系の作製：初期炎症状態を想定して24時間以内のTNF-α刺激を行い、腸管上皮細胞の機能や構造の変化について調べ、腸管オルガノイドの初期炎症モデル系の作製を試みた。まず、TNF-α刺激後1時間で、炎症反応初期に誘導されるケモカインMIP-2の遺伝子発現量は顕著に増加した。さらに、TNF-α刺激後24時間で、幹細胞の維持・増殖機能の低下や、細胞間のバリア機能の低下が認められた。以上より、炎症初期段階の腸管上皮細胞の変化を明らかにするとともに、腸管炎症を研究するための腸管オルガノイド初期炎症モデル系を作製することができた（投稿中）。②食品成分の抗炎症作用を評価する実験系の検討：腸管オルガノイドは内側が食品の通る管腔という構造であることから、腸管オルガノイドの内側に食品成分を投与するためにマイクロインジェクション技術を導入し、①で作製した腸管オルガノイド初期炎症モデル系を用いて、食品成分の抗炎症作用が評価可能であるか否かを検討した。その結果、陽性対照である5-アミノサリチル酸+TNF-α群ならびに、すでに抗炎症作用が認められているカフェ酸+TNF-α群は、PBS +TNF-α群に比してMIP-2遺伝子発現量が半分程度に減少することを示した。この結果は、本実験系にて食品成分の抗炎症作用が評価可能であることを示唆するものである。今後は、幹細胞やバリア機能などへの影響も検討し、食品成分の抗炎症作用を多面的に評価できる腸管オルガノイド実験系を構築したい。