M細胞を標的とするヒトミニ腸モデル構築と小腸粘膜免疫応答の分子機構に関する研究

靶向M细胞的人体小肠模型构建及小肠黏膜免疫反应分子机制研究

• 批准号: 22KJ3169
• 负责人: 塚本 雅也
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: National Center for Child Health and Development
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ3169/
• 关键词: 小腸オルガノイド; ミニ腸; 多能性幹細胞; 粘膜免疫

消化管には食物由来抗原や腸内細菌が存在し、粘膜上皮は免疫反応の最前線を担っている。上皮細胞はタイトジャンクションで結合され、ムチンや抗菌ペプチドの産生により、粘膜バリア機能を保っている。一方、回腸に存在するパイエル板などでは、部位特異的に存在する粘膜上皮細胞の一種であるM細胞が、消化管内腔の抗原を積極的に取り込み、直下に存在している免疫担当細胞に抗原提示を行う。M細胞はその特徴から、粘膜免疫において重要な役割を担っているとともに、特定病原体の侵入経路となることもある。そのため、ヒトM細胞研究の基盤構築が求められている。一方、多能性幹細胞は無限の自己複製能と身体を構成するほぼすべての細胞へ分化する能力を有する。多能性幹細胞から誘導されるオルガノイドは、複数種類の細胞が三次元構造を構築し、生体内組織と類似した性質を有する。本研究室では、粘膜上皮細胞や間質細胞だけでなく、腸管神経系をも含有する高機能化された小腸オルガノイド（ミニ腸）をヒト多能性幹細胞から作製することに成功している。また、ミニ腸にマクロファージを付与することで、免疫応答をも模倣できるシステムを構築している。そこで本研究では、このミニ腸を応用し、M細胞などの粘膜免疫応答に特化した細胞を標的としたモデルを構築することで、粘膜免疫応答の分子機構の研究に応用する。本年度は、single cell RNA解析を実施するための準備として、ミニ腸の消化プロトコルを検討し、消化酵素や消化時間、消化温度を調整することで、ミニ腸から高い生存率でシングルセル懸濁液を得る方法を確立した。またsingle cell RNA解析のためのライブラリ調製を実施中である。

The digestive tract contains food-derived antigens and intestinal bacteria, and the mucosal epithelium is at the forefront of immune response. Epithelial cells are able to bind to the membrane and maintain the function of the mucosa. The presence of antigen in the digestive tract lumen of the mucosal epithelial cells is positive, and the presence of antigen in the lower part of the mucosal epithelial cells is positive. M cells are characterized by mucosal immunity, important services, and invasion pathways for specific pathogens. The basic structure of M cell research is proposed. Single and pluripotent stem cells have the ability to replicate indefinitely and to differentiate into different cells. Pluripotent stem cells can be induced in a variety of ways, including building three-dimensional structures and having similar properties in tissues. In our laboratory, we successfully developed multipotent stem cells from intestinal mucosa epithelial cells and stromal cells containing highly functional small intestine neurons. In addition, the immune system is designed to be able to mimic the immune system. This study is aimed at the application of M cells in the study of the molecular mechanisms of mucosal immune response. This year, the preparation and preparation of single cell RNA analysis, the digestion of intestinal enzymes, the adjustment of digestion time and digestion temperature, and the establishment of methods for obtaining high survival rate and suspension of intestinal enzymes have been established. Single cell RNA analysis and modulation