転写因子KLFファミリーの機能から紐解く腸管炎症制御と線維化メカニズム

KLF转录因子家族的功能揭示肠道炎症控制和纤维化机制

基本信息

批准号：
22K08082
负责人：
片野敬仁
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nagoya City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K08082/
关键词：
マクロファージ KLF4 炎症性腸疾患線維化 KLF

项目摘要

本研究では、マクロファージの極性を司る転写因子ネットワークと、炎症プロセスにおけるM1/M2サブクラス（M2a, M2b, M2c）と腸管上皮・間質筋線維芽細胞との相互作用を明らかにすることを目的に、とくにKLF4によるマクロファージ極性誘導の制御機構から炎症小腸上皮における線維化誘導機構に着目して研究を遂行した。マクロファージの極性誘導におけるKLF4の機能解析として、ヒト単球細胞（THP-1）にPMA刺激をし、IFN-γ、LPSで刺激を与えM1に、IL-4、IL-13の刺激でM2aに分化誘導を行った。IgGでM2bに、IL-10でM2cに誘導した。マクロファージ各サブクラスにおいてKLF4発現が異なることを確認した。各サブクラスのKLF4ノックダウンにより、TNFαをはじめとする炎症性サイトカインマーカー発現が有意に上昇し、KLF4がM１様の極性への誘導に関与していることが示唆された。腸管筋線維芽細胞株（IMF）を用いて、M0、M1、M2a、M2b、M2cの培養上清との共培養での線維化マーカーの変化を確認した結果、M2bが腸管上皮の線維化誘導に抑制的に作用することが示唆された。M2bへの極性誘導後に特徴的に発現するIL10がIMFのαSMA発現を低下させたことから、IL10が線維化抑制の重要な因子である可能性を見出した。一方、M2cの培養上清との共培養ではスクラッチアッセイでのIMFのhealing rateが有意に上昇しており、M2cが腸管線維化に促進的に作用することが示唆された。ヒトiPS細胞から樹立した小腸上皮の３次元培養オルガノイドを用いて、さらに実験的操作性を向上させるために、air-liquid interface環境下で平面的に腸管上皮の立体構造を再現する培養系を樹立した。このヒトiPS細胞由来小腸上皮細胞を用いてアスピリン粘膜傷害を再現した。

In this study, we conducted research focusing on the mechanism of inducing fibrosis in the inflammatory small intestinal epithelium, particularly in the mechanism of controlling macrophage polarity networks and the interaction between M1/M2 subclasses (M2a, M2b, M2c) in the inflammatory process with intestinal epithelium and interstitial myofibroblasts.作为巨噬细胞极性诱导KLF4的功能分析，用IFN-γ和LPS刺激人类单核细胞（THP-1），并通过刺激IL-4和IL-13诱导分化为M1。将IgG诱导至M2B，并诱导IL-10诱导M2C。我们确认每个巨噬细胞亚类中的KLF4表达都不同。每个亚类的KLF4敲低显着增加了包括TNFα在内的炎症细胞因子标记的表达，这表明KLF4参与了M1样极性的诱导。使用肠肌纤维细胞系（IMF），当与M0，M1，M1，M2A，M2B和M2C的培养上清液共培养时，我们证实了纤维化标记的变化，这表明M2B抑制了肠上皮中纤维化的诱导。由于IL10在极性诱导M2B后特征表达，因此IMF中的αSMA表达降低，我们发现IL10可能是抑制纤维化的重要因素。另一方面，与M2C培养上清液的共同培养物在刮擦测定中显示IMF的愈合率显着提高，这表明M2C促进了肠纤维化。使用由人IPS细胞建立的小肠上皮的三维培养器官，建立了一个培养系统，该系统在空气界面环境下以平面方式以平面方式繁殖了三维结构。使用人IPS细胞衍生的小肠上皮细胞再现阿司匹林粘膜损伤。