母乳オリゴ糖の腸管上皮幹細胞ニッシェを介した腸内環境発達メカニズムの解明

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母乳栄養が乳児期の健全な腸内細菌叢形成を促し、子の将来のさまざまな疾病リスク軽減に寄与するとの疫学的結果が報告されている。母乳による乳児期の腸内細菌叢形成には、その主要成分である母乳オリゴ糖の重要性が示唆されている。しかし、これまで母乳オリゴ糖の機能はビフィズス菌の選択的資化など共生側（細菌）の解析が中心に示されており、宿主側の腸管上皮細胞への作用は全く検討されていない。本研究は、母乳オリゴ糖の腸管上皮幹細胞ニッシェを形成する腸管上皮幹細胞とPaneth細胞に対する作用に着目し、宿主因子を介した腸内細菌叢形成および腸管組織形成のメカニズムをはじめて解明することで、腸管上皮幹細胞ニッシェ機能の修復および活性化の誘導による乳児の腸内環境発達機構の正常化を標的とした、新規疾患予防戦略を構築することを目的とする。2022年度は、小腸上皮オルガノイド（エンテロイド）生体外可視化ライブイメージングを用いて、母乳オリゴ糖のPaneth細胞顆粒分泌誘導能を解析した。乳糖由来オリゴ糖をマイクロインジェクション法にてエンテロイド内腔に導入したところ、Paneth細胞内顆粒の活発な内腔への分泌が示された。一方、コントロールとして導入したPBSにおいて顆粒分泌は観察されなかった。この結果は、母乳オリゴ糖の腸内細菌叢を介さない腸管上皮細胞への直接的な効果が存在することを明らかとした。また、今回本研究で示した腸管上皮幹細胞ニッシェへの母乳オリゴ糖が直接関与するシグナル伝達経路を明らかにするために、RNA-seqによる網羅的遺伝子発現解析を予定している。その基盤となる母乳オリゴ糖を導入したエンテロイドからPaneth細胞と幹細胞をセルソーターにて高純度に分離しRNAを抽出する各条件の検討を進めた。