Paneth細胞分泌メカニズムから紐解く腸管粘膜免疫システムの解明

从潘氏细胞分泌机制阐明肠粘膜免疫系统

• 批准号: 21K15460
• 负责人: 横井 友樹
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K15460/
• 关键词: 腸管粘膜免疫; 自然免疫; Paneth細胞; α-defensin; 細胞間情報伝達

腸内は食や腸内細菌および病原体由来の様々な外来抗原に曝されている。腸上皮細胞はこれら外来抗原と最前線で接して、体内への侵入を防いでいる。小腸陰窩基底部に存在するPaneth細胞は抗菌ペプチドα-defensinを豊富に含む細胞質顆粒を管腔側へ分泌して病原体を排除することで腸管自然免疫に寄与していることが知られている。しかし、腸内への病原体侵入をどのように感知して、α-defensinを分泌するかというリガンドセンシングから分泌応答に至るPaneth細胞による自然免疫応答の全体像は未だ明らかになっていない。本年度は小腸上皮細胞の三次元培養系であるenteroidを用いた腸上皮カルシウム動態の可視化評価系を確立し、サルモネラ生菌が腸内へ侵入してきたときのリガンドセンシング細胞同定に迫った。具体的には蛍光カルシウムセンサーGCaMP6ノックインマウスの小腸からenteroidを作出し、その内腔へサルモネラ生菌をマイクロインジェクションにより導入することで、細胞間カルシウム伝播を介して、Paneth細胞内カルシウム濃度上昇が引き起こされ、顆粒が分泌した。次に、サルモネラ生菌侵入によって引き起こされる細胞間カルシウム伝播の起点となるリガンドセンシング細胞を同定するために、不可逆的に細胞内カルシウム濃度上昇細胞を可視化できる蛍光カルシウムセンサーCaMPARI2発現enteroidにサルモネラ生菌を導入した。その結果、導入後にサルモネラ菌に応答した上皮細胞をラベルすることに成功した。この細胞はPaneth細胞顆粒分泌応答の起点すなわち、体の外からの病原菌侵入を体内へ伝える媒介としての役割を担っていると考えられる。以上より、細胞内カルシウム動態を指標として腸内における病原菌感染時の上皮－上皮細胞コミュニケーションによる自然免疫応答の解明に進展する知見を得た。

Intestinal bacteria and pathogens are exposed to foreign antigens. Intestinal epithelial cells respond to foreign antigens at the forefront, and in vivo to prevent invasion. Paneth cells present in the basal part of the small intestine are rich in α-defensin, cytoplasmic granules, and luminal secretion, which exclude pathogens from the gut's natural immune system The whole picture of the natural immune response to pathogens invading the intestine and secreting α-defensin to Paneth cells is unclear. This year, the three-dimensional culture system of intestinal epithelial cells was established to evaluate the dynamics of intestinal epithelial cells. Specifically, the cells of the small intestine are isolated from the GCaMP6, and the cells of the small intestine are isolated from the GCaMP6. The cells of the small intestine are isolated from the GCaMP 6. In addition, the introduction of intracellular bacteria into the cells of the host cell is also observed in the presence of CaMPARI2. The results were as follows: 1. These cells are the origin of Paneth cell granule secretion, in vitro and in vivo pathogen invasion, in vivo vector and in vivo. The above indicators of intracellular cell dynamics and knowledge of the progress of natural immune response during enteropathogenic infection were obtained.

项目成果

The mechanism for effects of maternal high-fat diet on the development of Paneth cells in offspring

母体高脂饮食对子代潘氏细胞发育影响的机制

• 发表时间: 2021
• 作者: 八塚夏美;杉本理菜;大平修也;横井友樹;菊池摩仁;綾部時芳;中村公則
• 通讯作者: 中村公則

Dynamics of Paneth cell granule secretory responses to bacteria in innate enteric immunity

先天肠道免疫中潘氏细胞颗粒对细菌的分泌反应动态

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuki Yokoi;Kiminori Nakamura;Shuya Ohira;Ryuga Shinozaki;Mani Kikuchi;and Tokiyoshi Ayabe.
• 通讯作者: and Tokiyoshi Ayabe.

The mechanism of acetylcholine-induced Paneth cell secretory responses in innate enteric immunity

先天性肠道免疫中乙酰胆碱诱导潘氏细胞分泌反应的机制

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuki Yokoi;Shuya Ohira;Mani Kikuchi;Tokiyoshi Ayabe;Kiminori Nakamura
• 通讯作者: Kiminori Nakamura

Regulation of Paneth cell granule secretion by selective sensing of pathogenic and commensal bacteria in intestinal homeostasis

通过选择性感知肠道稳态中的病原菌和共生菌来调节潘氏细胞颗粒分泌

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuki Yokoi;Shuya Ohira;Haruto Matsuoka;Yuito Kaibori;Ryuga Shinozaki;Tokiyoshi Ayabe;Kiminori Nakamura
• 通讯作者: Kiminori Nakamura

Hemodynamic response to intestinal pH stimulation measured with spectroscopic video imaging

通过光谱视频成像测量肠道 pH 刺激的血流动力学反应

• DOI: 10.1088/2057-1976/aca20a
• 发表时间: 2022
• 期刊: Biomedical Physics & Engineering Express
• 作者: Funane Tsukasa;Yokoi Yuki;Kikuchi Masashi;Shinozaki Ryuga;Ayabe Tokiyoshi;Atsumori Hirokazu;Nishimura Ayako;Nakamura Kiminori;Kandori Akihiko
• 通讯作者: Kandori Akihiko