Elucidation of the pathogenesis of ulcerative colitis using an early-onset model of human artificial intestine

利用早发型人类人工肠模型阐明溃疡性结肠炎的发病机制

• 批准号: 22K08862
• 负责人: 神山 篤史
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tohoku 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K08862/
• 关键词: 潰瘍性大腸炎; 人工腸; 腸内細菌叢; 抗菌ペプチド; 回腸嚢炎

潰瘍性大腸炎(UC)の発生メカニズムを解明するために、UCの発症の早期病態モデルと想定される回腸嚢炎に着目して研究を行なっている。UCの発症には、外的因子（腸内胆汁酸組成や腸内細菌叢の変化など）と宿主因子（遺伝的背景、内因性抗菌ペプチドなど）のインバランスに加えて、未だ特定されていない宿主由来の因子が発症に関与することが推察されてきた。しかし、UCの早期発症モデルは現時点では存在しない。これまで大腸全摘術を施行後の慢性期にはUCに回腸嚢炎が特異的に発生することが分かって来ており、回腸嚢炎はまさにUCの発症早期モデルになりうると考えて申請者らは研究を行っている。本年度は人工腸をより生体に近い条件とするべく予備実験を中心に行った。まずは既報で抗菌ペプチドであるβディフェンシンを腸管上皮細胞から誘導することが知られているLactobacillus helveticus SBT217を用いて人工腸における誘導条件を検討することとした。また、iPS細胞で行う前にヒト結腸癌由来細胞株Caco-2を用いた人工腸モデルにて抗菌ペプチドの誘導を行い条件設定を行っている。一方で、人工腸の条件設定と並行してiPS細胞の作成を行っている。コントロールとしての健常人由来のiPS細胞を小腸上皮細胞への分化誘導を行ない、小腸としての機能発現を確認している。また、大腸での炎症発現の検討も考慮して大腸オルガノイドの作成も行っている。次年度は、iPS細胞を用いた人工腸による実験系を確立した上でUCの起炎菌とされる腸内細菌および患者由来の便との共培養を行って炎症発現を検証していく予定である。既に健常人およびUC患者両者からのiPS細胞を用意している。

The development of ulcerative colitis (UC) is an important part of the study. The development of UC is related to factors of origin (intestinal bile acid composition and transformation of intestinal bacterial flora) and host factors (genetic background and endogenous antimicrobial selection). Early symptoms of UC are present. The study was conducted in the early stages of UC and ileal inflammation in the chronic phase after total colon surgery. This year's artificial intestine is ready for operation. In addition, the induction conditions of Lactobacillus helveticus SBT217 in the artificial intestine were discussed. IPS cells were used in the induction of Caco-2, a colon cancer-derived cell line. The conditions of artificial intestine and artificial intestine were set up and iPS cells were prepared. The differentiation of iPS cells derived from healthy human intestinal epithelial cells was induced, and the functional development of small intestine was confirmed. The development of inflammation in the large intestine should be considered in the preparation of large intestine inflammation. The next year, iPS cells were used in artificial intestine to establish the system of inflammatory bacteria in UC and co-culture of intestinal bacteria and patient origin to identify inflammatory development. Both healthy individuals and UC patients are affected by iPS cells.