生物系特定産業技術研究支援センター

新技術・新分野創出のための基礎研究推進事業

2005年度 研究成果

家畜とヒトの炎症性腸疾患の発生機序と関連性の解明

研究の目的

腸の粘膜と筋層の免疫学的機能を分子生物学的に探求することにより、牛のヨーネ病と、ヨーネ菌との関連性が示唆されているヒトの炎症性腸疾患であるクローン病の病理発生機序の比較を行い、両疾患の比較から畜産物の安全性を評価し、さらに、両疾病の解明や対策に役立つ基礎的知見や応用技術を創出することを目的とする。

研究項目及び実施体制(◎は研究代表者)

  • ウシヨーネ病とヒトの炎症性腸疾患における粘膜環境維持機構の解明
    (◎百溪 英一/(独)農業・生物系特定産業技術研究機構動物衛生研究所)
  • ヒトクローン病と家畜の炎症性腸疾患における消化管運動機能障害機構の解明
    (尾崎 博/東京大学大学院農学生命科学研究科)

研究の内容及び主要成果

  • インターロイキン10(IL-10)がウシヨーネ病の感染から発症における免疫抑制現象の鍵分子であることを実証。さらに、早期診断に有効なインターフェロンγELISA 法を、IL-10発現抑制により30倍高感度化する新技術を発明した(国際特許公開)。サイトカインなどの比較遺伝子発現解析により、ヨーネ菌のIL-10産生誘導特性を証明し、クローン病に特徴的なIL-10の産生低下現象と相反する特徴を指摘した。牛の神経ペプチドの一種、ウロコルチンをクローニングし、検出系を確立して、新たな診断技術を発明した(国際特許申請済み)。
  • 消化管の筋層内常在型マクロファージの生物学的性状を明らかにし、粘膜とは独立した免疫系の存在を筋層部で証明した。薬物誘発性腸炎モデルや自然発症腸炎モデルでの常在型マクロファージの活性化や増加を解明。筋層免疫反応時にマクロファージが筋層の神経やカハール細胞を傷害することや、マクロファージに由来するIL-1βとTNF-αが平滑筋に作用してCPI-17蛋白の発現低下を介して平滑筋のCa 感受性低下を誘導し、消化管運動機能の低下をもたらすという、新たな消化管病態分子機構を提唱した。

見込まれる波及効果

本研究で開発した2種の診断法はヨーネ病の清浄化に有効であり、畜産上の経済的ロスを低減し、食の安全性と畜産物の品質向上に資すことができる。また、炎症性腸疾患における筋層炎症の全体像を明らかにしたことにより、従来の粘膜炎症制御とは異なり、運動機能の改善という新たな視点に立つ治療法開発のための基盤を確立した。

主な発表論文

  • Buza JJ., et al.: Neutralization of interleukin-10 significantly enhances gamma interferon expression in peripheral blood bystimulation with Johnin purified protein derivative and by infection with Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis inexperimentally infected cattle with paratuberculosis. Infect Immun. 72(4): 2425-2428.(2004)
  • Buza JJ., et al.: Mycobacterium avian subsp. Paratuberculosis infection causes suppression of RANTES, monocyte chemoattractantprotein 1, and tumor necrosis factor alpha expression in peripheral blood of experimentally infected cattle. Infect Immun 71(12): 7223-7227.(2003)
  • Won KJ., et al.: Increased smooth muscle contractility of intestine in the genetic null of the endothelin ETB receptor : a rat model for long segment Hirschsprung's disease. Gut 50: 355-360 (2002).
  • Ohama T., et al.: Chronic treatment with IL-1β attenuates contraction by decreasing the activities of CPI-17 and MYPT-1 in intestinal smooth muscle. J Biol Chem 278: 48794-48804, 2003
  • Suzuki T., et al.: Muscularis inflammation and the loss of interstitial cells of Cajal in the endothelin ETB receptor null rat. Am J Physiol (Gastrointest Liver Physiol). 287: G638-646 (2004).
  • Ozaki H., et al.: Isolation and characterization of resident macrophages from the smooth muscle layers of murine small intestine Neurogastroenterol Motility 16: 1-13 (2004).

研究のイメージ

家畜とヒトの炎症性腸疾患の発生機序と関連性の解明