5
科学研究費助成事業 研究成果報告書 C-19、F-19、Z-19 (共通) 機関番号: 研究種目: 課題番号: 研究課題名(和文) 研究代表者 研究課題名(英文) 交付決定額(研究期間全体):(直接経費) 11301 基盤研究(C)(一般) 2015 2013 胃における自然免疫応答が前癌病変発生を制御する機序の解明 Innateimmunity-mediatedregulationontheinductionofprecancerouslesionsinthe stomach. 20526454 研究者番号: 浅野 直喜(Asano,Naoki) 東北大学・大学病院・助教 研究期間: 25460925 平成 日現在 28 24 3,900,000 研究成果の概要(和文):自然免疫関連分子NOD1はその下流分子であるTRAF3を介して、Helicobacterpylori(H.pyl ori)感染による胃粘膜上皮におけるCdx2やMuc2の誘導発現、NF-κBp65の活性化を抑制していた。反対に、ATP4aに関 しては、NOD1はその発現維持に寄与していた。H.pylori感染による遺伝子発現の変化はNOD1ノックアウト(KO)マウス の胃における腸上皮化生や胃粘膜萎縮といった前癌病変の発生として現れた。NOD1KOマウスの胃におけるTRAF3の発現 は野生型マウスのそれより有意に低く、胃前癌病変発生の一因となっている可能性が示唆された。 研究成果の概要(英文):Innateimmunity-relatedmoleculeNOD1suppressedHelicobacterpylori(H.pylori) infectioninducedCdx2andMuc2inductionandNF-κBp65activationingastricepithelialcells.Onthe otherhand,NOD1wasrequiredforthemaintenanceofATP4aexpression.Thechangesingeneexpression uponH.pyloriinfectionwereobservedasinductionofintestinalmetaplasiaandgastricmucosalatrophy inthestomachsofH.pylori-infectedNOD1-deficientmice12monthsafterinfection.Theexpressionof TRAF3waslowerinthesemicecomparedtoNOD1-intactmiceandthiscouldbeoneofthecausesforthe inductionofprecancerouslesionsinH.pylori-infectedstomach. 研究分野: 消化器内科 キーワード: NOD1 Helicobacterpylori 1版

È w ¤ ï ¬ Æ @ @ ¤ ¬ Ê ñ - kaken.nii.ac.jp · #Cdx2#5’ promoter °"$NF-κB B t{¾ 0 ²¥ 1 /(Kim S et al: Gastroenterology, 2002) 5 # B t{3£)- = bCT9`hHW >Ih3 H > Nk -

  • Upload
    buinhi

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

科学研究費助成事業  研究成果報告書

様 式 C-19、F-19、Z-19 (共通)

機関番号:

研究種目:

課題番号:

研究課題名(和文)

研究代表者

研究課題名(英文)

交付決定額(研究期間全体):(直接経費)

11301

基盤研究(C)(一般)

2015~2013

胃における自然免疫応答が前癌病変発生を制御する機序の解明

Innate immunity-mediated regulation on the induction of precancerous lesions in the stomach.

20526454研究者番号:

浅野 直喜(Asano, Naoki)

東北大学・大学病院・助教

研究期間:

25460925

平成 年 月 日現在28 5 24

円 3,900,000

研究成果の概要(和文):自然免疫関連分子NOD1はその下流分子であるTRAF3を介して、Helicobacter pylori (H. pylori)感染による胃粘膜上皮におけるCdx2やMuc2の誘導発現、NF-κB p65の活性化を抑制していた。反対に、ATP4aに関しては、NOD1はその発現維持に寄与していた。H. pylori感染による遺伝子発現の変化はNOD1ノックアウト(KO)マウスの胃における腸上皮化生や胃粘膜萎縮といった前癌病変の発生として現れた。NOD1KOマウスの胃におけるTRAF3の発現は野生型マウスのそれより有意に低く、胃前癌病変発生の一因となっている可能性が示唆された。

研究成果の概要(英文):Innate immunity-related molecule NOD1 suppressed Helicobacter pylori (H. pylori) infection induced Cdx2 and Muc2 induction and NF-κB p65 activation in gastric epithelial cells. On the other hand, NOD1 was required for the maintenance of ATP4a expression. The changes in gene expression upon H. pylori infection were observed as induction of intestinal metaplasia and gastric mucosal atrophy in the stomachs of H. pylori-infected NOD1-deficient mice 12 months after infection. The expression of TRAF3 was lower in these mice compared to NOD1-intact mice and this could be one of the causes for the induction of precancerous lesions in H. pylori-infected stomach.

研究分野: 消化器内科

キーワード: NOD1 Helicobacter pylori

1版

H. pylori (Helicobacter pylori)

H. pylori

(Iijima K et al: Tohoku J Exp Med, 2012)

Cdx2(Sakamoto H et al: Scand J

Gastroenterol, 2010) Cdx2

Sox2

(Asonuma S, Imatani A, Asano N et al: Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol, 2009)

H. pylori

NOD1 (Nucleotide-binding

Oligomerization Domain 1) PGN (peptidoglycan)

Toll

H. pylori �

H. pyloriCagA PGN

CagA NF-κB(Proc Natl Acad Sci,2005;

EMBO,2009) PGNNOD1 NF-κB

(Viala J et al: Nat Immunol, 2004)

H. pyloriNOD1 NF-κB

(Watanabe T, Asano N et al: J Clin Invest, 2010)

H. pylori

H. pylori

H. pylori

H. pylori

H. pylori

NOD1

H. pylori CagA H. pylori (ATCC43504 )

HP Columbia Agar plate 37 Brucella

37

Cdx2 Cdx2 5’

H. pylori

H. pylori Cdx2

NOD1 H. pylori Cdx2NOD1

siRNA control siRNA

H. pylori Cdx2

NF-κB

Cdx2NF-κB

H. pylori

NOD1 TRAF3NF-κB

TRAF3 control

TRAF3 siRNA control siRNA H. pylori

NF-κB

H. pylori (in vivo)

8 WT( ) NOD1KO (NOD1 ) 5

Day 0, 2, 4 12.5x108 CFU H. pylori

12

4%

RNACdx2

NF-κBp65 RNA TRAF3MUC2

ATP4a RT-PCR

NOD1 Cdx2

Cdx2(Silberg DC et al:

Gastroenterology, 2002; Muto H et al: Biochem Biophys Res Commun, 2002)

Cdx2 5’ promoter NF-κB(Kim

S et al: Gastroenterology, 2002)

H. pylori

H. pylori Cdx2NOD1

NOD1 siRNAcontrol siRNACdx2

TRAF3 NF-κB Cdx2

triggerCdx2 NF-κB

NOD1TRAF3 NF-κB

TRAF3TRAF3 siRNA

NF-κBH.

pyloriNOD1

TRAF3 NF-κB

Cdx2 NF-κBNOD1 Cdx2

TRAF3

NOD1 H. pylori

in vitro NOD1

TRAF3 H. pylori Cdx2

in vivo NOD1 H.

pyloriWT ( )

NOD1KO (NOD1 )H. pylori

1 NOD1KO WT

Cdx2

NOD1KO WTMUC2

A

1

2

3

0 106 107 5x107

Rel

ativ

e lu

cife

rase

act

ivity 4

Hp infection (CFU/ml)

0

*

B

Relative luciferase activity0 1 2 3 4 5

Hp infection�

-+-

+

*cdx2-luc

cdx2-N0-luc

C

Hp infectionCompetitor +

+--

+- +

+--

+-

Cdx2 specific Consensus

Hp infection

Cdx2

β-actin

BAY11-7082(µM) 0 0 1 2.5 5 10 - + + + + +

D

Figure 2 �

Cdx2�

GAPDH �

ControlHp-�

ControlHp+�

NOD1Hp-�

NOD1Hp+�

siRNAHp infection�

A B

0

1

2

3

ControlHp-�

ControlHp+�

NOD1Hp-�

NOD1Hp+�

Rel

ativ

e lu

cife

rase

Act

ivity

siRNAHp infection�

*

0

0.5

1

ControlshRNA

NOD1shRNA

NOD1�

AU �

*

C

0

0.5

1

1.5

2

2.5

*

ControlHp-�

ControlHp+�

NOD1Hp-�

NOD1Hp+�

shRNAHp infection�

D AU �

Cdx2�

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

*

Hp+� iE-DAP/Hp+�

AU �E

Cdx2�

Figure 3 �

0

1

2

3

4

5

controlplasmid �

TRAF3plasmid �

Rel

ativ

e Lu

cife

rase

Act

ivity

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

controlsiRNA�

TRAF3siRNA�

Rel

ativ

e Lu

cife

rase

Act

ivity

A

*

*

ControlHp-�

ControlHp+�

TRAF3Hp-�

TRAF3Hp+�

Cdx2�

TRAF3 �

Actin�

plasmidHp infection �

B

Figure 4 �

0

1

2

3

4

5

controlplasmid �

TRAF3plasmid �

Rel

ativ

e Lu

cife

rase

Act

ivity

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

controlsiRNA�

TRAF3siRNA�

Rel

ativ

e Lu

cife

rase

Act

ivity

A

*

*

ControlHp-�

ControlHp+�

TRAF3Hp-�

TRAF3Hp+�

Cdx2�

TRAF3 �

Actin�

plasmidHp infection �

B

Figure 4 �

NOD1KONOD1-TRAF3 NF-κB

NOD1KO

p65 TRAF3

H. pylori 1

NOD1KO WT

1 H. pyloriRNA

ATP4a RT-PCRNOD1KO

WT

NOD1 H.

pylori

NOD1

1

Warren Strober Cdx2

expression and intestinal metaplasia induced by H. pylori infection of gastric cells is regulated by NOD1-mediated innate immune responses Cancer Research 76 20161135-1145 doi: 10.1158/0008-5472.CAN-15-2272

1

NOD1 expression in gastric

epithelial cells is down-regulated by Helicobacter pylori infection through the methylation of its CpG island by DNA methyltransferasesDDW20162016 5

21

A

NOD1+/+

Hp infected

NOD1-/-

Hp infected�

Cdx2�Alcian blue �HE�

B

Gla

nds

with

IM

0

10

20

30

40

NOD1-/-

Hp-NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp+NOD1+/+

Hp+�mice

Hp infection�

% �

*

D

020406080

100120

x105 CFU/mouse �

NOD1+/+

Hp+NOD1-/-

Hp+�

*

E

0

0.5

1

1.5

2

NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp-�NOD1+/+

Hp+�NOD1-/-

Hp+�

AU �

*

miceHp infection�

Cdx2�

012345

NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp-�NOD1+/+

Hp+�NOD1-/-

Hp+�

AU �

TFF3� *

0

10

20

30

NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp-�NOD1+/+

Hp+�NOD1-/-

Hp+�

MUC

2�

AU �

*

C

NOD1-/-

Hp+�NOD1+/+

Hp+�

0

2

4

6

8AU �

NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp-�NOD1+/+

Hp+�NOD1-/-

Hp+�

TRAF

3�

F

*

H. p

yllo

ri co

loni

zatio

n

Figure 5 �

A

NOD1+/+

Hp infected

NOD1-/-

Hp infected�

Cdx2�Alcian blue �HE�

B

Gla

nds

with

IM

0

10

20

30

40

NOD1-/-

Hp-NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp+NOD1+/+

Hp+�mice

Hp infection�

% �

*

D

020406080

100120

x105 CFU/mouse �

NOD1+/+

Hp+NOD1-/-

Hp+�

*

E

0

0.5

1

1.5

2

NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp-�NOD1+/+

Hp+�NOD1-/-

Hp+�

AU �

*

miceHp infection�

Cdx2�

012345

NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp-�NOD1+/+

Hp+�NOD1-/-

Hp+�

AU �

TFF3� *

0

10

20

30

NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp-�NOD1+/+

Hp+�NOD1-/-

Hp+�

MUC

2�

AU �

*

C

NOD1-/-

Hp+�NOD1+/+

Hp+�

0

2

4

6

8AU �

NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp-�NOD1+/+

Hp+�NOD1-/-

Hp+�

TRAF

3�

F

*

H. p

yllo

ri co

loni

zatio

n

Figure 5 �

A

NOD1+/+

Hp infected

NOD1-/-

Hp infected�

Cdx2�Alcian blue �HE�

B

Gla

nds

with

IM

0

10

20

30

40

NOD1-/-

Hp-NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp+NOD1+/+

Hp+�mice

Hp infection�

% �

*

D

020406080

100120

x105 CFU/mouse �

NOD1+/+

Hp+NOD1-/-

Hp+�

*

E

0

0.5

1

1.5

2

NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp-�NOD1+/+

Hp+�NOD1-/-

Hp+�

AU �

*

miceHp infection�

Cdx2�

012345

NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp-�NOD1+/+

Hp+�NOD1-/-

Hp+�

AU �

TFF3� *

0

10

20

30

NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp-�NOD1+/+

Hp+�NOD1-/-

Hp+�

MUC

2�

AU �

*

C

NOD1-/-

Hp+�NOD1+/+

Hp+�

0

2

4

6

8AU �

NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp-�NOD1+/+

Hp+�NOD1-/-

Hp+�

TRAF

3�

F

*

H. p

yllo

ri co

loni

zatio

n

Figure 5 �

A

NOD1+/+

Hp infected

NOD1-/-

Hp infected�

Cdx2�Alcian blue �HE�

B

Gla

nds

with

IM

0

10

20

30

40

NOD1-/-

Hp-NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp+NOD1+/+

Hp+�mice

Hp infection�

% �

*

D

020406080

100120

x105 CFU/mouse �

NOD1+/+

Hp+NOD1-/-

Hp+�

*

E

0

0.5

1

1.5

2

NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp-�NOD1+/+

Hp+�NOD1-/-

Hp+�

AU �

*

miceHp infection�

Cdx2�

012345

NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp-�NOD1+/+

Hp+�NOD1-/-

Hp+�

AU �

TFF3� *

0

10

20

30

NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp-�NOD1+/+

Hp+�NOD1-/-

Hp+�

MUC

2�

AU �

*

C

NOD1-/-

Hp+�NOD1+/+

Hp+�

0

2

4

6

8AU �

NOD1+/+

Hp-�NOD1-/-

Hp-�NOD1+/+

Hp+�NOD1-/-

Hp+�

TRAF

3�

F

*

H. p

yllo

ri co

loni

zatio

n

Figure 5 �

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

20121127_vivo_qRT

NOD1+/+Hp+�

NOD1-/-Hp+�

ATP4

a�

AU�

(1)

ASANO,NAOKI

20526454