研究内容

腸内細菌と宿主は共生関係にあり，互いに様々な生理機能をもっていることが報告されています．しかし，その相互作用に関する詳細なメカニズムのほとんどは理解されていません．また，腸内共生細菌の中には種特異性があるため，ヒトから単離された細菌はマウスなど実験動物に定着しません．そこで我々は，ヘビ・マウス・ラット・イヌ・ブタから，ヒトの臓器の生体外培養を可能にするオルガノイドを利用したex vivo解析や無菌マウスや遺伝子改変マウスを用いたin vivo解析を組み合わせ，宿主-細菌間に存在する分子基盤の理解を目指しています．細菌が宿主に与える影響を調べるために腸内細菌の単離培養, シングルセルRNAシーケンス，メタボローム(代謝)，グライコミクス（糖鎖）などの発現変動の統合解析(マルチオミックス)を実施しています．

ヒトは加齢と共に腸内環境がどんどん変化していきます．この腸内環境の乱れ(dysbiosis)は腸の疾患のみならず，関節リウマチ・肥満・糖尿病・うつ病など全身性の疾患と関係することが知られています．しかし，そのほとんどはdysbiosisと疾患の相関性に関する報告であり，実際の因果性が証明される事例は少数しかありません．そこで我々は，オルガノイド培養法を利用し内分泌・代謝疾患発症の原因となる責任細菌の単離を目指し，その機能を理解することでdysbiosisと疾患の因果性を明らかにしていきます．このような基礎-臨床一体型研究は，医学部を有する群馬大学の特徴的なものでありまして，本課題研究は群馬大学医学部付属病院，ならびに関連病院の先生方の多大なる御協力の下行われているものです．

体内の臓器の形は人それぞれですが，それらの構造は個々の器官の能力が最大限に発揮できるように進化してきた結果であります．このような分化した細胞が正しく配置され，機能的な器官が形成される過程は長い間研究されてきましたが，その発生過程は複雑性や倫理的な問題などからほとんど理解されていません．オルガノイド培養法の最大の利点の1つは，単一の組織幹細胞（シングルセル）から創られるヒトの臓器の発生を研究できることにあります．我々は，独自に開発したCRISPR/Cas9とオルガノイド培養法を組み合わせ，ヒトの臓器の発生や修復プロセスの理解を目指しています．