共同研究・競争的資金等の研究課題 - 仲瀬　裕志

クローン病肛門病変に対する間葉系幹細胞と細胞ファイバ技術を融合した細胞療法の開発

基盤研究(C)

研究期間:

2022年04月

-

2025年03月

 

永石 歓和, 仲瀬 裕志

DOT1L阻害によるインターフェロン応答の機序解明とがん免疫療法への応用

基盤研究(B)

研究期間:

2022年04月

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2025年03月

 

鈴木 拓, 仲瀬 裕志, 新沼 猛, 北嶋 洋志

RalGAPα2 KOマウスを用いた小腸パネート細胞の機能解析

基盤研究(C)

研究期間:

2021年04月

-

2024年03月

 

林 優希, 仲瀬 裕志

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本邦におけるクローン病 (Crohn’s disease: CD) 患者数は増加の一途をたどっているが，疾患の原因は未だ明らかとなっておらず，根治的な治療法は存在しない．申請者の研究室ではこれまでに，大腸上皮における低分子量GTP蛋白質Ralの活性化が，NLRP3 inflammasome を介した大腸炎及び炎症性大腸発癌 (colitis-associated cancer: CAC) に極めて重要であることを報告してきた．さらに，申請者が行った予備検討で，小腸炎症においてもRalの活性化が確認されていることから，RalがCDの小腸病変とも関連している可能性が高いと考えた．一方，CD発症の原因の一つとして腸管免疫機構の破綻が考えられており，中でも小腸粘膜免疫におけるPaneth 細胞の役割が注目されている．本研究では，Ral活性化のPaneth細胞機能における役割を解析することにより，CDの病態解明に取り組む．
令和3年度と令和4年度は，SAMP1/YitFcマウスの繁殖，SAMP1/YitFc × RalGAPa2 KOマウス，SAMP1/YitFc × RalGAPa2 KO × NLRP3 KOマウスの作成とphenotypeの同定を遂行中である．

肝細胞癌の分子標的治療と概日時計の関連

基盤研究(C)

研究期間:

2020年04月

-

2023年03月

 

阿久津 典之, 佐々木 茂, 仲瀬 裕志

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1. ヒト肝細胞癌における時計遺伝子発現の検討 肝細胞癌10症例の癌部および非癌部の組織よりRNAを作成しcDNAを合成。その後Comparative CT法を用いて相対的発現を解析した。Clock, Bmal1, Per1,Per2 Cry1の発現を癌部と非癌部で解析したところ、Per1およびPer2が癌部と非癌部で有意な発現の違いをあることが分かった。背景因子での違いがないかさらなる検 討を行っている。 2. 正常肝細胞および肝癌細胞株における時計遺伝子発現と炎症性サイトカインに対する反応 肝癌細胞株HepG2, Hep3B, HLE, HLF, HuH7, PLC/PRF/5のcDNAを用いて、Clock, Bmal1, Per1,Per2 Cry1の発現を解析し、細胞株間での発現に差があることがわ かり、Per1やPer2の発現が低い細胞株と、高い細胞株を用いて、種々の炎症性サイトカイン(IL-1β, IL-4, IL-13, TNF-α, IFN-γ, IL-10, TGF-β)の添加を行 い、RNAおよびタンパクを回収。時計遺伝子の変化を解析している。 3. 分子標的薬の正常肝細胞および肝癌細胞株における時計遺伝子の発現と炎症性サイトカインに対する反応 肝癌細胞株 (Hep3B, HLF, HuH7)にレンバチニブ1μMを投与 し、37°Cで48時間培養した後に、時計遺伝子Bmal1、Rev-erbα、Rev-erbβ、Per1、Per2、 Cry1の発現についてqPCR法、western blotting法を用い検討した。

ヒト小腸オルガノイド由来吸収上皮細胞の作製と創薬研究への応用

挑戦的研究(開拓)

研究期間:

2020年04月

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2022年03月

 

水口 裕之, 仲瀬 裕志

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小腸吸収上皮細胞は、経口投与された薬物の吸収や排泄・代謝において重要な役割を担う。本研究では、近年確立されたヒト腸オルガノイド培養技術を用いて、ヒト小腸（十二指腸）オルガノイドから吸収上皮細胞への分化誘導技術の開発と、“吸収・代謝・排泄”を同時に評価できる新規in vitro評価系の開発を進めた。本オルガノイドは30継代（10e30倍）以上の細胞増幅が可能であり、単細胞化し、セルカルチャーインサートに単層培養したところ、極めて高い薬物代謝酵素活性やトランスポーター活性を示すことを明らかにし、薬物の吸収・代謝・排泄の正確な予測を可能にするプラットフォームになり得ることを実証した。

ヒストンメチル化酵素DOT1L阻害による新たな抗腫瘍メカニズムの解明

基盤研究(B)

研究期間:

2019年04月

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2022年03月

 

鈴木 拓, 高澤 啓, 仲瀬 裕志

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我々はヒストンH3リジン79メチル化酵素DOT1Lの阻害が、多発性骨髄腫細胞においてMYCやIRF4などを抑制することで、抗腫瘍効果を示すことを報告した。DOT1Lは様々な固形がんにおいても高発現し、発がんに関与することが明らかにされつつあるが、その役割については不明な点が多い。本研究ではDOT1L阻害の抗腫瘍メカニズムを明らかにし、臨床応用につなげることを目的とした。各種固形がん細胞に対するDOT1L阻害の抗腫瘍効果を検証した結果、乳がん細胞に対する増殖抑制効果を見出した。さらにDOT1L阻害が、ERやMYCシグナルを抑制し、かつインターフェロンシグナルを活性化することを明らかにした。

潰瘍性大腸炎関連大腸癌におけるサイトメガロウイルス腸管局所再活性化が及ぼす影響

基盤研究(C)

研究期間:

2018年04月

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2021年03月

 

川上 賢太郎, 仲瀬 裕志

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潰瘍性大腸炎関連発癌におけるサイトメガロウィルス（以下CMV）の役割を解明することを研究目標とした。（1）マウスCMV潜伏感染マウスを用いた実験についてはマウスCMV投与群における早期死亡が度重ったことから、検討に耐える個体数の確保が困難だった。生存し得た少数のWild Typeマウスで、real-time PCRにおけるIFN-γの発現上昇を確認したが、飼育条件の改善により個体数確保を十分に図るのが今後の課題となった。（2）ヒト炎症性大腸癌検体においてCMV免疫染色を行ったが、腫瘍性病変ならびに非腫瘍性粘膜双方ででの陽性細胞は検出できず、免疫染色レベルでの再活性化評価は困難と考えられた。

非アルコール性脂肪性肝炎に基づく肝発癌における概日時計の影響

基盤研究(C)

研究期間:

2018年04月

-

2021年03月

 

佐々木 茂, 阿久津 典之, 仲瀬 裕志

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脂肪肝は、脂肪性肝炎、さらに肝硬変、肝がんにまで至る症例もある。この病態の原因を生活習慣の違い、特に概日時計（サーカディアンリズム）の変化の観点から解明することを本研究の主な目的とした。また、歯周病菌が腸内細菌に影響を与え、脂肪肝にも影響を与えているかどうかも明らかにし、さらに歯周病菌に対する抗菌作用が脂肪肝に与える影響も明らかにしたいと考えている。これまでの研究結果からは、脂肪肝に与える概日時計の変化の影響はまだ明らかにならなかった。さらに検討を行っていく必要がある。

エピゲノム制御に基づく炎症性腸疾患個別化医療の開発

基盤研究(B)

研究期間:

2018年04月

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2021年03月

 

仲瀬 裕志, 青井 貴之, 鈴木 拓

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発症機序が腸管上皮機能障害によるところが大きいと考えられる潰瘍性大腸炎(UC)患者の生検組織を用いてオルガノイド作製を行った。UC患者腸管上皮細胞からのオルガノイド樹立は確立し、腸管オルガノイドからiPS化、その細胞を腸管上皮に分化させることに成功した。UC患者のオルガノイドおよびiPS化後に分化した腸管上皮細胞からDNAを抽出して、エピゲノム変化を網羅的に解析した。その結果から、腸管上皮細胞の分化制御に関する転写因子にエピゲノム変化が認められていることが明らかとなった。

炎症性腸疾患小家系におけるパーソナルゲノミクス解析

基盤研究(C)

研究期間:

2016年04月

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2019年03月

 

苗代 康可, 有村 佳昭, 仲瀬 裕志

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我々は、日本人炎症性腸疾患(inflammatory bowel disease ：IBD)の小家系におけるパーソナルゲノミクスを解析に取り組んできた。これまでの研究手法を用いて，数家系のトリオおよび罹患同胞対のexome解析を行い，日本人に特有なIBD関連 single nucleotide variant (SNV)を同定することを試みた。その結果、3家系(IBD患者)の解析を終了した。一家系については、Th2サイトカイン(IL-5, IL-13)発現に関連するプロモーター領域の遺伝子多型が認められた。他の家系ではIL-1 betaの発現に関連するプロモーター領域の遺伝子多型が認められた。

先進ゲノム解析研究推進プラットフォーム

新学術領域研究（研究領域提案型）『学術研究支援基盤形成』

研究期間:

2016年

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2021年

 

小原 雄治, 加藤 和人, 川嶋 実苗, 豊田 敦, 鈴木 穣, 三井 純, 林 哲也, 時野 隆至, 黒川 顕, 中村 保一, 野口 英樹, 岩崎 渉, 森下 真一, 浅井 潔, 笠原 雅弘, 伊藤 武彦, 山田 拓司, 久原 哲, 高橋 弘喜, 榊原 康文, 浜田 道昭, 高木 利久, 瀬々 潤, 小椋 義俊, 位田 隆一, 山縣 然太朗, 増井 徹, 武藤 香織, 児玉 聡, 瀬戸山 晃一, 小門 穂, 大橋 範子, 藤山 秋佐夫, 井ノ上 逸朗, 中岡 博史, 菅野 純夫, 辻 省次, 後藤 恭宏, 中村 佳司, 小椋 義俊, 奥野 未来, 仲瀬 裕志, 佐々木 泰史, 井戸川 雅史, 丹下 正一朗, 森 宙史, 小笠原 理, 谷澤 靖洋, 近藤 伸二, 木立 尚孝, 梶谷 嶺, 田代 康介, フリス マーティン, 平川 英樹, 鈴木 拓, 能正 勝彦, 甲斐 正広

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科研費採択課題を対象に毎年支援公募を行い、新規ゲノム解読、変異解析、エピゲノム解析、RNA解析、メタゲノム解析、1細胞解析など最先端のゲノム解析技術を支援した。総数1,988の応募があり912が支援課題となった。生命科学のほぼすべての分野をカバーし、理工系や環境系などにも広がった。成果論文も順調に増え、生物学から農学、医学、薬学、基礎から応用まで多様な分野の高いレベルの論文を含めこれまでに556報が発表された。また、支援のために新たな解析ソフトウェアを開発するなど、支援を通してゲノム解析技術を更に向上させる好循環ができ、わが国における生命科学研究推進にとって効果的で必須の仕組みになった。

腸上皮幹細胞ニッチの再構築と治療応用

基盤研究(C)

研究期間:

2015年04月

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2018年03月

 

有村 佳昭, 永石 歓和, 山下 健太郎, 仲瀬 裕志

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炎症性腸疾患は，再燃，寛解を繰り返す慢性の難治性疾患である。現在、炎症抑制効果のある薬剤治療が中心であるが、適切な炎症のコントロールにも拘わらず、上皮再生が障害されている患者群が存在する。従って、腸上皮再生をもたらす根治療法の開発は極めて重要な研究課題である。本研究は，骨髄間葉系幹細胞を用いてex vivoにおいてより生理的な腸上皮幹細胞(intestinal stem cell, ISC)ニッチを人工的に再構築するために、ラットISC単離・培養技術の確立，EnteroidとMSCの共培養によるorganoidの作製に取り組み、その手法を確立した。

S100タンパク質トランスジェニックラットを用いた潰瘍性大腸炎発症機構の解析

基盤研究(C)

研究期間:

2014年04月

-

2017年03月

 

池本 正生, 戸田 好信, 竹田 真由, 仲瀬 裕志, 岡田 光貴

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我々はS100A8 cDNAを組み込んだpCXGFPベクターをラットES細胞に注入し，S100A8トランスジェニックラット（F0）の樹立に成功した．その後，野生型Wistar rat (WT-rat)とTg-S100A8の腹腔内にLPSを投与したところ，WT-ratの肝組織に多数のマクロファージが集積し，急性肝障害が誘導されていた．一方，Tg-S100A8の肝組織障害は認められず，マクロファージの局在性は散在的であった．これらの結果は，S100A8がLPSによる肝障害を抑制している可能性を示唆している． 現在，そのメカニズムの解明に向けて研究を進めている（投稿中）．

骨髄－腸管連関の解明と治療応用

基盤研究(C)

研究期間:

2014年04月

-

2017年03月

 

山下 健太郎, 有村 佳昭, 仲瀬 裕志

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本研究では，傷害腸管組織に検出される骨髄由来細胞や骨髄間葉系幹細胞にまつわるさまざまな矛盾や問題点を整理することで，骨髄－腸管連関の謎を解明し，難治性腸管障害への適正な治療応用を目指した．腸炎では，造血幹細胞およびこれを支持するニッチ細胞が異常化し，腸管への過剰な炎症細胞浸潤を誘発する．骨髄間葉系幹細胞治療は，骨髄ニッチを正常化し，腸炎の重症化を抑制した．骨髄移植後のラットへ腸炎を惹起すると，死亡率が高率であること，移植片由来骨髄間葉系幹細胞の腸管生着が非常に低率なため，解析に耐えなかった．この点は今後の重要な研究課題である．

低分子量GTP結合蛋白質RalおよびRalGAPの発癌・癌浸潤・転移における役割

基盤研究(B)

研究期間:

2013年04月

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2016年03月

 

堀内 久徳, 小川 修, 西山 博之, 仲瀬 裕志

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我々は低分子量ヒトの発癌・癌悪性化に重要であるGTP結合蛋白質Ralの抑制性制御因子GAPを世界に先駆けてRalGAPを同定し、RalGAPの発現低下が膀胱癌悪性化に重要であることを報告した。本研究では以下研究を発展させた：（１）腸炎および炎症性大腸発癌におけるRal及びRalGAPの重要性について明らかにした（２）Ral結合リン酸化酵素を同定し解析中である（３）膀胱がんにおけるRalGAP発現低下メカニズムがDNAメチル化等エピジェネティックな機序によることを見出した（４）RalGAP-cKOマウスを導入し組織特異的にRalGAP-KOマウスを作成している（５）Ral に関する総説を発表した

炎症性腸疾患大腸発癌における低分子量ＧＴＰ蛋白Ｒａｌの機能解析

基盤研究(C)

研究期間:

2012年04月

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2015年03月

 

仲瀬 裕志, 本澤 有介, 松村 佳代子

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炎症性大腸癌機序における低分子量GTP結合蛋白Ralの役割を検討した。Ral-GAPα2 KOマウス(Ralが活性化されている)では大腸粘膜内の炎症性サイトカインの発現が上昇していた。IL-10Ral-GAPα2 Double KOマウスでは、IL-10KOマウスに比し早期に腸炎が誘導された。さらに、RaGAPα2 KOマウスを用いてazoxymethane +デキストラン硫酸投与による炎症性大腸癌誘導モデルを作製した。野生型マウスに比べ、RaGAPα2 KOマウスでは浸潤型大腸癌が多く観察された。以上より、Ralの活性化は自然免疫系ならびに、大腸腫瘍の浸潤能獲得に関与することが示唆された。

炎症性腸疾患におけるサイトメガロウイルスの再活性化およびその感染成立機構の解明

基盤研究(C)

研究期間:

2009年

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2011年

 

仲瀬 裕志

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CMV感染によるマクロファージ(MΦ)の機能変化:CMV感染MΦは、CMV感染のないMΦと比し、炎症性サイトカイン産生が増強した。CMV感染MΦでは、TGF-βによるSmadシグナルが抑制され、炎症性サイトカイン産生制御は認められなかった。(2)CMV腸管内感染機構:炎症部位でCMV受容体であるPDGFR等の発現増強が確認された。免疫染色結果から、CMVは腸管間質細胞に潜伏すると考えられた。

新規ケモカインCXCL16制御を目的とした炎症性腸疾患に対する治療開発

基盤研究(C)

研究期間:

2006年

-

2007年

 

仲瀬 裕志

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炎症性腸疾患(inflammatory bowel disease:以下IBD)は、わが国において増加の一途をたどっているものの、いまだにその原因は明らかとなっていない。しかしながら、自己腸内細菌がIBDの発症に深く関与していることが報告されている。これらの事実から、申請者らはIBD患者において、腸管内フローラに対する抗原提示細胞による免疫監視機構の異常がその病態に中心的な役割をはたすと考えてきた。近年、抗原提示細胞に特異的に発現するCXCL16という分子が報告された。CXCL16はそのドメインを介して、グラム陽性および陰性菌の貪食に関与している。そこで、本研究の目的は自己腸管内フローラに対する腸管内抗原提示細胞におけるCXCL16の発現が炎症性腸疾患の病態にいかに関与するかを検討し、この制御を応用したIBDの新規治療開発を試みた。その結果、腸炎マウスの抗原提示細胞ではCXCL16の発現が増強しており、この抗体を投与することにより腸炎の発症が軽減されることが証明された。さらに、CXCL16ノックアウトマウスを作成し、デキストラン硫酸投与による腸炎を誘導したところ、野生型マウスに比べて優位にその発症が抑制された。また我々は抗CXCL16抗体を作成し、実験腸炎モデルに投与した結果、腸炎改善効果が認められた。これらのことから、CXCL16は炎症性腸疾患の治療標的となる分子であることが示唆された。

生体内分解高分子ポリマーと骨髄細胞を組み合わせた小腸の機能再建法(小腸移植法)の開発

基盤研究(C)

研究期間:

2004年

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2005年

 

仲瀬 裕志, 田畑 泰彦

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(1)小腸再生チューブの作製:人工高分子であるポリグリコール酸およびポリ乳酸を用いた小腸移植に適応した人工チューブはすでに完成した。また、われわれは今回bFGFがきわめて腸管上皮の再生に有用であることを証明した(Matsuura et al. Gastroenterology 2005)。この結果から、bFGFを小腸再生に応用することが重要と考え、bFGFが徐放可能となるような生体内分解性ゼラチンの作製を試み、これについてもすでに完成しえた。このbFGF徐放可能な生体内分解性ゼラチンを上記チューブに貼り付け、採取された骨髄細胞をそのチューブに接種し、小腸切除後のラットに移植した。移植後2ヵ月および3ヶ月後のチューブ内には小腸上皮と考えられる粘膜が再生していることを我々は確認しえた。 (2)現在、再生された小腸粘膜に対して組織学的評価および機能評価をおこなっている。また、超細経の内視鏡からの観察では再生開始時より絨毛上皮は比較的早期から観察されることが証明された。またこの内視鏡による経時的な観察結果より、再生が進むにつれて絨毛内の血管密度がまず増強し、その後絨毛密度の上昇および肥大が確認された。 (3)小腸再生上皮内の免疫担当細胞に関しては、現時点ではT細胞(CD4およびCD8細胞)、B細胞などの比率は正常小腸上皮内と比べても有意な差は認められなかった。 (4)GFPラットからの骨髄細胞の採取は完成している。現在、(1)で記載させていただいた再生チューブにGFPラットから採取された骨髄細胞をチューブに接種後、同様の移植処置を施行しており移植された骨髄細胞の分布状態、および分化しうる細胞についての検討をおこなった結果、間質細胞および上皮細胞に分化しうることが示唆された。