並列タイトル等セイタイ イメージング オ リヨウシタ チョウカンナイ メンエキ サイボウ 4ジゲン ドウタイ カイセキ ト チョウカンナイ ビショウ カンキョウ ノ トウゴウテキ リカイ
Seitai imējingu o riyōshita chōkannai men'eki saibō 4jigen dōtai kaiseki to chōkannai bishō kankyō no tōgōteki rikai
Four-dimensional dynamic analysis of intestinal cells and integrated understanding of intestinal microenvironment using in vivo imaging
一般注記type:text
制御性T細胞（Treg）の大腸内での動態について2光子顕微鏡を用いたライブイメージングにて可視化した。小腸より移動速度は遅く、さらに3次元解析の結果、大腸ではクリプト底部におおく存在することを見出した。次に腸管上皮との関連性に着目した。消化管においてTregは遺伝子発現パターンによって、胸腺由来Foxp3+Helios+Gata3+ Tregおよび、消化管局所で誘導されるFoxp3+Helios-Rorgt+ Treg、Foxp3+Helios-Rorgt- (DN) Tregの3種類に分類できる。Aryl hydrocarbon receptor ligand(AHR-L)を投与すると、腸管内部におけるFoxp3+Helios+Gata3+ Tregが増加した。さらに遺伝子解析により誘導されたTregは移動に関連する因子を上昇させていることを見出した。興味深いことに2光子顕微鏡を用いたライブイメージングではAHR—L投与マウスにおいて移動速度が上昇していた。腸管内におけるTreg局在も腸管の上皮細胞の近傍にクリプト周辺から移動していることを確認した。以上よりAhr-ligandを投与すると腸管内におけるTregの挙動、局在が変化することを見出した。
上皮細胞Ahrシグナルを欠損したマウス（Ahr(ΔIEC)）ではHelios+TregはAHR-Lを投与してもcrypt底部に存在し局在変化、動態変化は起こらない。そこで腸管内のTregの局在、動態を決定づける因子として腸管上皮細胞が候補としてあげられた。Ahr—L投与マウスにおける上皮細胞の遺伝子発現を網羅的に解析し、MHC class2因子を始め数個の因子を抽出した。興味深いことに上皮細胞ではCD80/86といった強刺激分子の上昇は認められなかった。Tregの維持にはTCRシグナルの継続的な活性化が重要であるとされており、腸内細菌をdepletionしたマウスにおいてはAHR-Lを投与しても上皮のMHC class2増強も起きず、Tregの局在変化も起こらないことを確認した。以上よりAHR—Lの上皮作用においては腸内細菌の存在が重要であり、さらにTregの局在、動態の制御に寄与していることを見出した。
The dynamics of regulatory T cells (Treg) in the colon was visualized by live imaging using a two-photon microscope. The speed of Tregs was slower in colon than in the small intestine, and 3D analysis revealed that Tregs were located mostly at the crypt bottom in the large intestine. Next, we focused on the relationship with the intestinal epithelium. In the gastrointestinal tract, Tregs can be classified into three types according to gene expression patterns: thymus-derived Foxp3+Helios+Gata3+ Tregs, Foxp3+Helios-Rorgt+ Tregs and Foxp3+Helios-Rorgt- (DN) Tregs induced locally in the gastrointestinal tract. Treatment with Aryl hydrocarbon receptor ligand (AHR-L) increased Foxp3+Helios+Gata3+ Tregs in the intestinal tract. Furthermore, genetic analysis revealed that the induced Tregs elevated factors associated with cell movement. Interestingly, live imaging using two-photon microscopy showed an increased speed in AHR-L-treated mice. Treg localization in the intestinal tract was also confirmed from the crypt periphery to the luminal side. These results indicate that treatment with AHR-L alters the behavior and localization of Tregs in the intestinal tract.
In mice lacking Ahr signaling in epithelial cells (Ahr(ΔIEC)), Helios+Tregs are located at the crypt base and do not change their localization or dynamics even when AHR-L is administered. We comprehensively analyzed gene expression in the epithelial cells of Ahr-L-treated mice and extracted several factors including MHC-ll factors. Cancelation of the microbe do not increase Tregs under the AHR-L, with the lack of MHC-ll expression of the epithelial cells. These results indicate that the presence of intestinal bacteria is important for the epithelial effects of AHR-L, and also contributes to the regulation of Treg localization and dynamics.
申請種類 : 福澤基金研究補助
一次資料へのリンクURLhttps://koara.lib.keio.ac.jp/xoonips/modules/xoonips/download.php?koara_id=KO12003001-20210002-0051
連携機関・データベース国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）