持つ腸内細菌(有鞭毛細菌)の侵入を抑制し、腸管炎症を抑えるメカニズムを突き止めました。破綻が考えられています。厚く表面を覆っており、腸内細菌が容易に大腸組織に侵入できないことがわかっていますが、どのように細菌の侵入を抑えているかはよくわかっていませんでした。そこで、本研究では、大腸上皮細胞に特異的に高く発現しているLypd8遺伝子を欠損したマウスを作製しました。野生型マウスでは腸管の内粘液層はほぼ無菌状態に保たれていますが、Lypd8遺伝子欠損マウスでは、内粘液層に腸内細菌が多数侵入し、腸炎の実験モデルにおいては野生型マウスと比較して重篤な腸炎を発症することを見出しました。大腸管腔に分泌され、特に鞭毛を持つ腸内細菌に結合し、運動性を抑えることで細菌の侵入を防止していることが明らかになりました。潰瘍性大腸炎は、現在根治的治療がなく、発病原因のさらなる解明と新規治療開発が急務とされています。今後、Lypd8蛋白の補充療法などの粘膜バリア増強による潰瘍性大腸炎への新たな治療法の開発が期待されます。本研究成果は、2016年3月30日(水)18時(英国時間)に英国科学誌「Nature」のオンライン版で公開されました。Lypd8は大腸上皮細胞に発現し、一部は大腸管腔に分泌される。分泌されたLypd8は腸内細菌に結合し、腸内細菌の粘膜への侵入を防止することで、腸管炎症を抑えることが明らかとなった。近年患者数が増加の一途をたどる潰瘍性大腸炎などの炎症性腸疾患の原因の一つとして、主に腸管上皮によって形成される腸管粘膜バリアの破綻が知られています。実際、腸管粘膜のバリア機能が低下しているマウスにおいては粘膜への腸内細菌への侵入が観察され、腸管炎症が起こるまたは起こりやすくなっていることがわかっています。粘膜バリア形成のメカニズムの全容解明は炎症性腸疾患の病態解明に重要であるとともに、新たな治療法の開発の可能性を広げます。おびただしい数の腸内細菌が存在する大腸では、粘膜バリアの一つである粘液層に厚く覆われており、腸内細菌が容易に大腸組織に侵入できないことがわかっていますが、どのように細菌の侵入を抑えているかに関してはよくわかっていませんでした。研究グループは、大腸上皮細胞に特異的に高く発現するLypd8に着目しました。Lypd8は高度に糖鎖修飾されるGPIアンカー型蛋白質で大腸管腔内に恒常的に分泌されていることがわかりました(図1)。ヒトにおいてもマウスと同様に大腸上皮に発現していますが、潰瘍性大腸炎の患者では発現の著しい低下が観察されました(図2)。大腸菌やプロテウス属菌などの有鞭毛細菌が侵入していました(図4)。有鞭毛細菌の多くが悪玉菌として知られ、腸管炎症との関連を指摘されていることから、次にLypd8欠損マウスに腸炎を引き起こし、野生型マウスと比較すると、有意に腸炎が重症化しました(図5)。次に、Lypd8分子の機能をさらに解析するため、有鞭毛細菌の一つであるプロテウス菌を使って、Lypd8分子の細菌への作用を調べました。寒天培地を用いた実験にてLypd8はプロテウス菌の運動性を抑制することがわかりました(図7)。本研究の結果より、大腸上皮に高く発現するLypd8は、大腸管腔内に分泌され、特に有鞭毛細菌の鞭毛に結合し、運動性を抑制することで細菌の粘膜への侵入を防止し、腸管炎症を抑制していることがわかりました。炎症性腸疾患の患者数は増加の一途をたどっています。2016年3月30日(水)18時(英国時間)に英国科学誌「Nature」のオンライン版で公開されました。:竹田)の一環で行われました。(JST)より移管されたものです。本研究は、大阪医科大学との共同で行いました。(細菌)を用いて染色し、観察した。Lypd8は大腸腺組織最上層の上皮細胞に発現し、大腸管腔内に分泌されることが観察された。潰瘍性大腸炎患者の大腸におけるLypd8の発現ヒト大腸組織切片の抗Lypd8抗体を用いた免疫染色(上段)とヘマトキシリン・エオシン染色(下段)。炎症粘膜においてはほとんど発現が認められない。Lypd8欠損マウスでは大腸内粘液層に多数の腸内細菌が侵入する(上段)野生型マウスおよびLypd8欠損マウス(下段)の大腸組織を抗Muc2抗体(粘液)と細菌DNAに特異的に結合するプローブ(細菌)で染色し、観察した。その結果、Lypd8欠損マウスでは大腸内粘液層に多数の腸内細菌が侵入していることが観察された。(ヘリコバクター属菌)が有意に多く検出された。重症化するデキストラン硫酸ナトリウムを野生型マウスとLypd8欠損マウスに内服させ、化学物質による腸炎を誘導し、生存率を解析した。その結果、Lypd8欠損マウスでは死亡率が高く、腸炎が重症化することがわかった。Lypd8蛋白質とプロテウス菌鞭毛の結合が観察された。矢印で示した粒状の構造がLypd8蛋白質と鞭毛との結合を示している。Lypd8はプロテウス菌の運動性を抑制する軟寒天培地にLypd8蛋白質を添加し、プロテウス菌の移動円の半径を測定し、運動性を評価した。Lypd8蛋白質を添加した群では移動円の大きさが小さくなり、Lypd8蛋白質により運動性が抑えられることが観察された。腸内細菌ヒトおよび動物の腸管内に生息している細菌の総称。ヒトの腸管には約100兆個の細菌が存在するといわれている。Lypd8Ly6/uPARドメインをもつことを特徴とするLy6/uPARファミリー分子の一つ。これまで機能に関しては全くわかっていなかった。存在せず、国内で患者数は増加傾向であることから、発病原因のさらなる解明と新規治療開発が急務である。鞭毛(べんもう)毛状の細胞小器官の一つ。鞭毛を持つ細菌(有鞭毛細菌)は鞭毛をモーターのように回転させ運動する。腸管粘膜バリア主に腸管上皮により作り出される粘液や抗菌ペプチドなどの感染防御機構。腸管上皮を覆う粘液の層。大腸では外粘液層と内粘液層の二つの層があり、大腸上皮直上に存在する内粘液層は密度が高く、上皮に固く接着し、ほぼ無菌の状態に保たれている。GPIアンカー型蛋白質グリコシルホスファチジルイノシトール(GPI)によって細胞膜につなぎとめられている一群の蛋白質。一部のGPIアンカー型蛋白質は酵素により切断、遊離し、細胞外に分泌されることが知られている。染色で特定の蛋白質を染色する際に用いられる。プローブDNAの相補性を利用し、特定の遺伝子、細菌、ウイルスを検出するために用いられるDNA断片。