結核菌の新規蛋白質MDP1による,菌の増殖抑制及び休眠状態誘導の機構解析

• Project/Area Number: 14770121
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Bacteriology (including Mycology)
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 松本 壮吉 大阪市立大学, 大学院・医学研究科, 講師 (30244073)
• Project Period (FY): 2002 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,900,000); Fiscal Year 2003: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2002: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
• Keywords: 結核 / 休眠 / 潜伏感染 / ムコ多糖 / 上皮細胞 / 抗酸菌 / 新興再興感染症 / 蛋白質

Research Abstract

人類の約1/3に結核菌が潜伏感染している。多くの成人型肺結核は潜伏感染菌が原因の再燃による。現在も、毎年8百万人が結核を発病、200万人が死亡している。潜伏感染菌は、一部休眠状態で潜伏しており、既製化学療法薬に対し抵抗性である。潜伏感染菌は肺においてマクロファージのみならず、非貪食性の肺胞状細胞や繊維芽細胞にも感染している。その際結核菌は、細胞表面のムコ多糖を介して上皮細胞に接着し、侵入すると考えられている。
私は増殖を停止した菌が大量に含有するmycobacterial DNA-binding protein、1(MDP1)を見い出し、MDP1が菌の代謝を強く抑制する分子であることを明らかにした。結核菌の休眠誘導/維持におけるMDP1の役割解析を続けている。
一方、MDP1は菌体内のみならず、表面にも存在する。核酸との相同性から菌体表面のMDP1がムコ多糖と結合し、上皮細胞との接着に関与する可能性がある。その解析を行なった。
その結果、MDP1は、ヘパリン、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸等と結合することが分かった。結合定数は、10^<-8>〜10^<-12>Mの範囲であった。MDP1はA549ヒト肺胞上皮細胞株に接着し、この結合はヘパリンやDNAまたは抗MDP1抗体で阻害された。細胞をムコ多糖分解酵素処理することでも結合は減衰した。BCGはA549細胞に接着したが、DNAや抗MDP1抗体はこれを阻害した。上記の結果から、菌体表面のMDP1は接着分子としての活性を有し、休眠菌の肺胞上皮細胞への接着に関わると推測された。

Research Products

• [Publications] Kawahara M, Matsuo K, Nakasone T, Hiroi T, Kiyono H, Matsumoto S, et al.: "Combined intrarectal/intradermal inoculation of recombinant Mycobacterium bovis bacillus Calmette-Guerin (BCG) induces enhanced immune responses against the inserted HIV-1 V3 antigen"Vaccine. 21. 158-166 (2002)
• [Publications] Yamamoto S, Yamamoto T, Nojima Y, Umemori K, Phalen S, McMurray DN, Kuramoto E, Iho S, Takauji R, Sato Y, Yamada T, Ohara N, Matsumoto S, et al.: "Discovery of immunostimulatory CpG-DNA and its application to tuberculosis vaccine development"Jpn J Infect Dis. 55. 37-44 (2002)
• [Publications] Sakai T, Hisaeda H, Nakano Y, Zhang M, Takashima M, Ishii K, Maekawa Y, Matsumoto S et al.: "Gene gun-based co-immunization of merozoite surface protein-1 cDNA with IL-12 expression plasmid confers protection against lethal Plasmodium yoelii in A/J mice"Vaccine.. 21. 1432-1444 (2003)
• [Publications] Sakai T, Hisaeda H, Matsumoto S, et al.: "Gene gun-based co-immunization of merozoite surface protein-1 cDNA with IL-12 expression plasmid confers protection against lethal Plasmodium yoelii in A/J mice"Vaccine. 21・13-14. 1432-1444 (2003)
• [Publications] Yamada H, Kuroda E, Matsumoto S, et al.: "Prostaglandin E2 down-regulates viable Bacille Calmette-Guerin-induced macrophage cytotoxicity against murine bladder cancer cell MBT-2 in vitro"Clin Exp Immunol.. 128・1. 52-58 (2002)
• [Publications] Kawahara M, Matsuo K, Nakasone T, Matsumoto S: "Combined intrarectal/intradermal inoculation of recombinant Mycobacterium bovis bacillus Calmette-Guerin (BCG) induces enhanced immune responses against the inserted HIV-1 V3 antigen"Vaccine. 21・3-4. 158-166 (2002)
• [Publications] 松本壮吉(分担執筆): "病原微生物学"東京化学同人. 10 (2002)