肺炎球菌と赤血球間の相互作用の解明

• Project/Area Number: 10J01281
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Morphological basic dentistry
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 山口 雅也 大阪大学, 産業科学研究所, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000); Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2011: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2010: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: Streptococcus pneumoniae / 病原微生物学 / 赤血球 / 侵入 / 付着 / 抗貪食能

Research Abstract

肺炎球菌による感染症が、敗血症などの侵襲性の病態に進展する過程においては、菌が定着したのちに血管内へと移行し、血液中で宿主の免疫機構を回避して増殖する必要がある。しかし、肺炎球菌の血液中における動態や、病態の重症化機構については不明な部分が多い。
最終年度である本年度は,初年度および前年度に得られた成果に基づき、赤血球の添加による肺炎球菌の宿主免疫回避機構への影響と,同菌の赤血球侵入機構について検討した.肺炎球菌について、菌体表層タンパクを細胞壁に架橋する役割を持つSortase Aの欠失株、溶血毒素であるPlyの欠失株、自己融解酵素であるLytAの欠失株をそれぞれ作製し、赤血球への侵入能を比較した。さらに、リピッドラフト形成阻害剤,アクチン重合阻害剤存在下における肺炎球菌の赤血球侵入能を比較した。侵入試験の結果,野生株と比較してΔlyM株は3倍以上侵入率が増加し、ΔsrtA株は39%まで侵入率が低下した。一方、Δply株については有意差は認められなかった。リピッドラフト形成阻害剤、アクチン重合阻害剤存在下では約50%まで侵入率が低下した。これらの結果から、肺炎球菌の赤血球侵入機構に、菌体表層タンパクとリピッドラフトならびにアクチンリモデリングが重要な役割をはたすことが示唆された。
また、赤血球存在下における好中球ならびにH_2O_2の殺菌能の変化は、肺炎レンサ球菌を好中球またはH_2O_2と反応させた後、血液寒天培地上に播種し、生育コロニー数を計測することで決定した。補体非働化ヒト血清を加えた好中球殺菌試験では、肺炎球菌の菌数に差は認められなかったが、新鮮ヒト血清添加時には、培養3時間後に赤血球添加群が赤血球非添加時と比較して生存菌数が3倍以上に増加した。また、H_2O_2による殺菌能は赤血球の添加により80%以上抑制された。
以上の結果から、肺炎球菌は赤血球に侵入し、宿主の免疫機構や抗生物質による殺菌を回避する可能性が示された。

Research Products

• [Journal Article] Pieiotropic virulence factor - Streptococcus pyogenes fibronectin-binding proteins (2013)
  • Author(s): Yamaguchi M, Terao Y, Kawabata S
  • Journal Title: Cellular Microbiology Volume: (in press) Issue: 4 Pages: 503-511
  • DOI: 10.1111/cmi.12083
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Endoplasmic reticulum protein BI-1 regulates Ca^2+-mediated bioenergetics to promote autophagy (2012)
  • Author(s): Sano R, Hou YC, Hedvat M, Correa RG, Shu CW, Krajewska M, Diaz PW, Tamble CM, Quarato G, Gottli eb RA, Yamaguchi M, Nizet V, Dahl R, Thomas DD, Tait SW, Green DR, Fisher PB, Matsuzawa S, Reed JC.
  • Journal Title: Genes & Development Volume: 26 Issue: 10 Pages: 1041-1054
  • DOI: 10.1101/gad.184325.111
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] α-enolase of Streptococcus pneumoniae induces formation of neutrophil extracellular traps (2012)
  • Author(s): Mori Y., Yamaguchi M., Terao Y., Hamada S., Ooshima T., Kawabata S.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 287 Issue: 13 Pages: 10472-10481
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.280321
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] S-carboxymethylcysteine inhibits adherence of Streptococcus pneumoniae to human alveolar epithelial cells (2012)
  • Author(s): Sumitomo, T., Nakata, M., Yamaguchi, M., Terao, Y., Kawabata S.
  • Journal Title: Journal of Medical Microbiology Volume: 61 Issue: 1 Pages: 101-108
  • DOI: 10.1099/jmm.0.033688-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pili of oral Streptococcus sanguinis bind to salivary amylase and promote the biofilm formation (2011)
  • Author(s): Nobuo Okahashi
  • Journal Title: Microbial Pathogenesis Volume: 50 Pages: 148-154
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 歯科用インプラントと感染症 (2010)
  • Author(s): 山口雅也
  • Journal Title: 歯界展望 Volume: 116 Pages: 1154-1155
• [Journal Article] 肺炎レンサ球菌最新の知見 (2010)
  • Author(s): 山口雅也
  • Journal Title: 大阪大学歯学雑誌 Volume: 54 Pages: 49-52
  • NAID: 10026064429
• [Presentation] Roles of active and inactive forms of hyaluronidase (HylA) in group A Streptococcus pathogenesis (2013)
  • Author(s): Masaya Yamaguchi, Yuka Yamaguchi, Samira Dahesh, Jason N. Cole, Ajit Varki and Victor Nizet
  • Organizer: 16th Annual San Diego Glycobiology Symposium
  • Place of Presentation: San Diego (USA)
  • Year and Date: 2013-01-11
• [Presentation] Roles of active and inactive forms of the group A Streptq￥coccus hyaluronidase (HylA) in bacterial interactions with host innate immunity (2012)
  • Author(s): Masava Yamaeuchi. Yuka Yamaguchi, Samira Dahesh, Ajit Varki and Victor Nizet
  • Organizer: The 2012 Joint Meeting of the Society for Glycobiology & American Society for Matrix Biology
  • Place of Presentation: San Diego (USA)
  • Year and Date: 2012-11-12
• [Presentation] Molecular analysis of hyaluronidases produced by Streptococcus pyogenes (2012)
  • Author(s): Yamaguchi M., Yamguchi Y., Dahesh S., Varki A., Nizet V.
  • Organizer: 15th Annual San Diego Glycobiology Symposium
  • Place of Presentation: San Diego, USA
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] 赤血球存在下における肺炎レンサ球菌の免疫回避能 (2011)
  • Author(s): 大塚進太郎, 山口雅也, 寺尾豊, 川端重忠
  • Organizer: 第53回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • Place of Presentation: 岐阜
  • Year and Date: 2011-10-01
• [Presentation] Streptococcus pneumoniae evades human innate immunity through invasion of erythrocytes (2011)
  • Author(s): Yamaguchi M., Terao Y., Yagi T., Nishino K., Yamaguchi A., Kawabata S.
  • Organizer: XVIII Lancefield International Symposium
  • Place of Presentation: Palermo, Italy
  • Year and Date: 2011-09-07
• [Presentation] Streptococcus pneumoniaeの自然免疫回避におけるPfbAの役割 (2011)
  • Author(s): 山口雅也
  • Organizer: 第3回「口腔環境制御研究」カテゴリー集会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2011-02-04
• [Presentation] Streptococcus pneumoniae evades neutrophil phagocytosis through its surface protein PfbA (2010)
  • Author(s): Masaya Yamaguchi
  • Organizer: ASM 110^<th> General Meeting
  • Place of Presentation: San diego, USA
• [Presentation] Streptococcus pneumoniaeは赤血球に侵入し好中球免疫を回避する (2010)
  • Author(s): 山口雅也
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会年会第83回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] 新規免疫システムNETsを誘導する肺炎レンサ球菌タンパクの同定 (2010)
  • Author(s): 森有可
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会年会第83回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Remarks]
  • URL: http://web.dent.osaka-u.ac.jp/~mcbio/kenkyuuyamal.html
• [Remarks]
  • URL: http://nizetlab.ucsd.edu/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://web.dent.osaka-u.ac.jp/~mcrbio/kenkyuuyama1.html
• [Remarks]
  • URL: http://web.dent.osaka-u.ac.jp/~mcrbio/kenkyuuyamal.html