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亜鉛欠乏の腸管免疫機構－バクテリアルトランスロケーションに着目した炎症惹起の解明

缺锌的肠道免疫机制——以细菌易位为重点阐明炎症诱导

基本信息

批准号：
21K17276
负责人：
木戸尊將
金额：
$ 2.91万
依托单位：
Jikei University School of Medicine
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

项目摘要

【目的】食生活の変化・偏りによる必須微量元素「亜鉛」の欠乏が指摘されている。我々はこれまで亜鉛欠乏が胸腺・脾臓・末梢血中の免疫細胞に与える影響を解明してきた。本研究では、近年のトレンドである腸管免疫に着目し、腸管バリアーである分泌IgA(sIgA)の低下と、これに伴うバクテリアトランスロケーション（腸内細菌が腸管上皮透過し、体内に移行）の誘発について検討した。【方法】雄SDラットに標準食（0.01%亜鉛含有）または亜鉛無添加食を毎日17gずつ6週間与えた(各群N=7)。モデル作製後に小腸を摘出し、小腸粘液中のsIgA濃度をELISA法で測定した。FACS解析と免疫組織化学染色を用いて、小腸粘膜固有層内のB細胞数(CD3-; B220+)、形質細胞数(CD138)、2型ヘルパーT (Th2) 細胞数(GATA-3, IL-4, IL-5)を計測した。さらに、バクテリアトランスロケーションの指標として、門脈血と小腸組織中のリポポリサッカライド(LPS)をELISA法と免疫組織化学染色を用いて検出した。【結果】亜鉛欠乏ラットでは、小腸重量の低下と絨毛の萎縮が認められ、小腸粘膜固有層内のTh2(GATA-3, IL-4, IL-5)細胞数、B細胞数、形質細胞数が有意に減少し、小腸粘液中のsIgA濃度が有意に低下した。また、門脈血のLPS濃度と小腸組織中のLPS陽性領域が有意に増加した。【考察】亜鉛欠乏ラットの小腸では、絨毛の萎縮に伴いリンパ球数が減少した。B細胞と形質細胞のsIgAの産生には、Th2細胞から産生されるIL-4とIL-5の誘導が必要であるため、Th2細胞、B細胞、形質細胞数の減少に伴いsIgAの産生が低下した。、腸管バリアーが減弱したことで、腸内細菌は腸管上皮を透過し、門脈を介して他臓器に移行するトランスロケーションが生じていることが示唆された。

[Objective] The essential trace element "lead" is deficient in food and life. The immune cells in the thymus, spleen and peripheral blood are affected by the deficiency of lead. This study is to investigate the induction of intestinal bacteria through intestinal epithelium and migration in vivo by intestinal immune response, decreased secretion of IgA(sIgA) and decreased secretion of sIgA. [Method] Male SD standard diet (0.01% lead) The concentration of sIgA in small intestine mucus was measured by ELISA after preparation. FACS analysis and immunohistochemical staining were used to measure the number of B cells (CD3-; B220+), cytoplasmic cells (CD138), and type 2 T (Th2) cells (GATA-3, IL-4, IL-5) in the lamina propria of the small intestine mucosa. In addition, the index of serum lipid profile, LPS in portal blood and small intestine tissue were detected by ELISA and immunohistochemical staining. [Results] Due to lead deficiency, the weight of small intestine decreased, villi atrophied, Th2 (GATA-3, IL-4, IL-5) cells, B cells and cytoplasmic cells in lamina propria of small intestine decreased, sIgA concentration in intestinal mucus decreased. LPS concentrations in portal blood and LPS positive areas in small intestine tissues were increased intentionally. [Investigation] The small intestine is depleted of lead, and the number of villi shrinks, accompanied by a decrease in the number of cysts. The production of sIgA by B cells and cytoplasmic cells decreased, while the production of IL-4 and IL-5 by Th2 cells decreased. Intestinal bacteria are transmitted through intestinal epithelium, portal vein, and other organs.