Role of streptococcal arginie deiminase in the evasion of host immunity

• Project/Area Number: 16K15787
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Pathobiological dentistry/Dental radiology
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Yamaguchi Masaya 大阪大学, 歯学研究科, 助教 (00714536)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川端 重忠 大阪大学, 歯学研究科, 教授 (50273694) ; 中田 匡宣 大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (90444497) ; 住友 倫子 大阪大学, 歯学研究科, 講師 (50423421)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2016: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 感染症 / 細菌 / レンサ球菌 / アルギニン / 微生物

Outline of Final Research Achievements

Members of the genus Streptococcus are major constituents of human skin and the mucosal microbiome, of which some, such as Streptococcus pyogenes, Streptococcus agalactiae, and Streptococcus pneumoniae, are extracellular pathogens that occasionally cause life-threatening infectious diseases. In this study, we focused on the role of streptococcal arginie deiminase in the evasion of host immunity. In pilot study, S. pyogenes produced higher amount of ammonium ion as compared to S. pneumoniae and S. agalactiae. Next, we performed mouse infection assay using S. pyogenes wild-type and arginine deiminase knock out strains. The infection assay indicated that S. pyogenes-arginine deiminase pathway contributes to the pathogenesis in the skin infection.

Research Products

• [Journal Article] Role of streptococcal polysaccharide capsules and glycosidases in the pathogenesis (2018)
  • Author(s): Yamaguchi Masaya、Nakata Masanobu、Sumioka Ryuichi、Hirose Yujiro、Wada Satoshi、Akeda Yukihiro、Sumitomo Tomoko、Kawabata Shigetada
  • Journal Title: 生化学 Volume: 90 Issue: 1 Pages: 80-83
  • DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2018.900080
  • NAID: 40021494458
  • ISSN: 0037-1017
  • Year and Date: 2018-02-25
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neutrophil Elastase Subverts the Immune Response by Cleaving Toll-like Receptors and Cytokines in Pneumococcal Pneumonia (2018)
  • Author(s): Domon Hisanori、Nagai Kosuke、Maekawa Tomoki、Oda Masataka、Yonezawa Daisuke、Takeda Wataru、Hiyoshi Takumi、Tamura Hikaru、Yamaguchi Masaya、Kawabata Shigetada、Terao Yutaka
  • Journal Title: Front Immunol Volume: 印刷中 Pages: 732-732
  • DOI: 10.3389/fimmu.2018.00732
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Comparison of trophic factors secreted from human adipose-derived stromal vascular fraction with those from adipose-derived stromal/stem cells in the same individuals (2018)
  • Author(s): Hirose Y, Funahashi Y, Matsukawa Y, Majima T, Yamaguchi M, Kawabata S, Gotoh M, Yamamoto T
  • Journal Title: Cytotherapy Volume: 20 Issue: 4 Pages: 589-591
  • DOI: 10.1016/j.jcyt.2018.02.001
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Streptococcal Cysteine Protease-Mediated Cleavage of Desmogleins Is Involved in the Pathogenesis of Cutaneous Infection (2018)
  • Author(s): Sumitomo Tomoko、Mori Yasushi、Nakamura Yuumi、Honda-Ogawa Mariko、Nakagawa Seitaro、Yamaguchi Masaya、Matsue Hiroyuki、Terao Yutaka、Nakata Masanobu、Kawabata Shigetada
  • Journal Title: Front Cell Infect Microbiol Volume: 8 Pages: 10-10
  • DOI: 10.3389/fcimb.2018.00010
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Synergistic findings from microbiological and evolutional analyses of virulence factors among pathogenic streptococcal species (2018)
  • Author(s): Yamaguchi Masaya
  • Journal Title: J. Oral Biosci. Volume: in press Issue: 2 Pages: 36-40
  • DOI: 10.1016/j.job.2018.02.004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pneumococcal DNA-binding proteins released through autolysis induce the production of proinflammatory cytokines via toll-like receptor 4 (2018)
  • Author(s): Nagai Kosuke、Domon Hisanori、Maekawa Tomoki、Oda Masataka、Hiyoshi Takumi、Tamura Hikaru、Yonezawa Daisuke、Arai Yoshiaki、Yokoji Mai、Tabeta Koichi、Habuka Rie、Saitoh Akihiko、Yamaguchi Masaya、Kawabata Shigetada、Terao Yutaka
  • Journal Title: Cell Immunol Volume: 325 Pages: 14-22
  • DOI: 10.1016/j.cellimm.2018.01.006
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Streptococcus pyogenes CAMP factor promotes bacterial adhesion and invasion in pharyngeal epithelial cells without serum via PI3K/Akt signaling pathway (2018)
  • Author(s): Kurosawa Mie、Oda Masataka、Domon Hisanori、Isono Toshihito、Nakamura Yuki、Saitoh Issei、Hayasaki Haruaki、Yamaguchi Masaya、Kawabata Shigetada、Terao Yutaka
  • Journal Title: Microbes Infect Volume: 20 Issue: 1 Pages: 9-18
  • DOI: 10.1016/j.micinf.2017.09.007
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Streptococcus pneumoniae surface protein PfbA is a versatile multidomain and multiligand-binding adhesin employing different binding mechanisms (2017)
  • Author(s): Beulin Darwin Selvi Jemima、Radhakrishnan Deepthi、Suresh Sharanya C.、Sadasivan Chittalakottu、Yamaguchi Masaya、Kawabata Shigetada、Ponnuraj Karthe
  • Journal Title: FEBS J Volume: 284 Issue: 20 Pages: 3404-3421
  • DOI: 10.1111/febs.14200
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Streptococcus pyogenes Phospholipase A2 Induces the Expression of Adhesion Molecules on Human Umbilical Vein Endothelial Cells and Aorta of Mice (2017)
  • Author(s): Oda Masataka、Domon Hisanori、Kurosawa Mie、Isono Toshihito、Maekawa Tomoki、Yamaguchi Masaya、Kawabata Shigetada、Terao Yutaka
  • Journal Title: Front Cell Infect Microbiol Volume: 7 Pages: 300-300
  • DOI: 10.3389/fcimb.2017.00300
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Zinc metalloproteinase ZmpC suppresses experimental pneumococcal meningitis by inhibiting bacterial invasion of central nervous systems (2017)
  • Author(s): Yamaguchi Masaya、Nakata Masanobu、Sumioka Ryuichi、Hirose Yujiro、Wada Satoshi、Akeda Yukihiro、Sumitomo Tomoko、Kawabata Shigetada
  • Journal Title: Virulence Volume: 8 Issue: 8 Pages: 1516-1524
  • DOI: 10.1080/21505594.2017.1328333
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 病原レンサ球菌における糖鎖と糖鎖分解酵素 (2017)
  • Author(s): 山口雅也
  • Journal Title: 大阪大学歯学雑誌 Volume: 61 Pages: 1-4
• [Journal Article] treptococcus pyogenes Endopeptidase O Contributes to Evasion from Complement-mediated Bacteriolysis via Binding to Human Complement Factor C1q (2017)
  • Author(s): Honda-Ogawa M., Sumitomo T., Mori Y., Hamd DT, Ogawa T., Yamaguchi M., Nakata M., Kawabata S.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 292 Issue: 10 Pages: 4244-4254
  • DOI: 10.1074/jbc.m116.749275
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Streptococcus sanguinis induces neutrophil cell death by production of hydrogen peroxide. (2017)
  • Author(s): Sumioka, R., Nakata, M., Okahashi, N., Li, Y., Wada, S., Yamaguchi, M., Sumitomo, T., Hayashi, M., Kawabata, S.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 12 Issue: 2 Pages: e0172223-e0172223
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0172223
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Evolutionary inactivation of a sialidase ingroup B Streptococcus. (2016)
  • Author(s): Yamaguchi, M., Hirose, Y., Nakata, M., Uchiyama, S., Yamaguchi, Y., Goto, K., Sumitomo, T., Lewis, A., Kawabata, S., Nizet, V.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 6 Issue: 1 Pages: 28852-28852
  • DOI: 10.1038/srep28852
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Lysine and threonine biosynthesis from aspartate contributes to Staphylococcus aureus growth in calf serum. (2016)
  • Author(s): Oogai, Y., Yamaguchi, M., Kawada-Matsuo, M., Sumitomo, T., Kawabata, S., Komatsuzawa, H.
  • Journal Title: Applied and Environmental Microbiology Volume: 82 Issue: 20 Pages: 6150-6157
  • DOI: 10.1128/aem.01399-16
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Effects of extracellular pH on Dental Pulp Cells in Vitro (2016)
  • Author(s): Hirose, Y., Yamaguchi, M., Kawabata, S., Murakami, M., Nakashima, M., Gotoh, M., Yamamoto, T.
  • Journal Title: Journal of endodontics Volume: 印刷中 Issue: 5 Pages: 735-741
  • DOI: 10.1016/j.joen.2016.01.019
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 肺炎球菌のbeta-ヘリックス構造タンパク質PfbAを介した貪食回避機構の解析 (2018)
  • Author(s): 山口雅也，広瀬雄二郎，後藤花奈，竹村 萌，住友倫子，中田匡宣，川端重忠
  • Organizer: 第91回日本細菌学会総会
• [Presentation] Streptococcus pyogenesが産生するArcAは皮膚病変形成に寄与する (2018)
  • Author(s): 広瀬雄二郎，山口雅也，後藤花奈，住友倫子，中田匡宣，川端重忠
  • Organizer: 第91回日本細菌学会総会
• [Presentation] 肺炎球菌のコリン結合タンパク質CbpJおよびCbpLの肺炎発症における役割の解析 (2018)
  • Author(s): 後藤花奈，山口雅也，広瀬雄二郎，住友倫子，中田匡宣，川端重忠
  • Organizer: 第91回日本細菌学会総会
• [Presentation] 肺炎球菌のジンクメタロプロテアーゼの系統解析と髄膜炎発症に果たす役割の解明 (2017)
  • Author(s): 山口雅也，中田匡宣，住岡龍一，和田聖史，広瀬雄二郎，明田幸宏，住友倫子，川端重忠
  • Organizer: 第90回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2017-03-19
• [Presentation] インフルエンザウイルス感染は化膿レンサ球菌の上皮バリア突破を亢進させる (2017)
  • Author(s): 住友倫子，中田匡宣，山口雅也，川端重忠
  • Organizer: 第90回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2017-03-19
• [Presentation] 肺炎球菌のCcs4 は脳血管内皮細胞への侵入に寄与する病原因子である (2017)
  • Author(s): 広瀬雄二郎，山口雅也，後藤花奈，住友倫子，中田匡宣，川端重忠
  • Organizer: 第90回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2017-03-19
• [Presentation] 化膿レンサ球菌のendopeptidase O と補体C1qの相互作用が病原性に及ぼす影響 (2017)
  • Author(s): 本多真理子，住友倫子，山口雅也，中田匡宣，川端重忠
  • Organizer: 第90回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2017-03-19
• [Presentation] 分子系統解析を利用したStreptococcus agalactiaeのシアル酸分解酵素の機能解析 (2017)
  • Author(s): 山口雅也
  • Organizer: 第59回歯科基礎医学会
  • Invited
• [Presentation] Streptococcus pneumoniae evades host innate immunity through parallel beta-helix protein PfbA. (2017)
  • Author(s): Yamaguchi M., Hirose Y., Goto K., Sumitomo T., Nakata M., Kawabata S.
  • Organizer: LISSSD2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Streptococcus pneumoniae Ccs4 that is involved in invasion into brain across blood-brain barrier impacts its virulence in meningitis. (2017)
  • Author(s): Hirose Y., Yamaguchi M., Goto K., Sumitomo T., Nakata M., Kawabata S.
  • Organizer: LISSSD2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Streptococcal cysteine protease-mediated cleavage of desmogleins contributes to development of cutaneous infection. (2017)
  • Author(s): Sumitomo T., Mori Y., Nakamura Y., Ogawa-Honda M., Yamaguchi M., Terao Y., Nakata M., Kawabata S.
  • Organizer: IUMS2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Streptococcus pneumoniae Ccs4は脳血管内皮細胞への付着・侵入を促進する病原因子である (2017)
  • Author(s): 広瀬雄二郎，山口雅也，後藤花奈，住友倫子，中田匡宣，川端重忠
  • Organizer: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [Presentation] 肺炎球菌の CbpJ が肺炎発症に果たす役割の解析 (2017)
  • Author(s): 後藤花奈，山口雅也，広瀬雄二郎，住友倫子，中田匡宣，川端重忠
  • Organizer: 第70回日本細菌学会関西支部総会
• [Presentation] A型インフルエンザウイルス感染に伴い表在化するGP96は化膿レンサ球菌の上皮細胞への付着を亢進させる (2017)
  • Author(s): 住友倫子，中田匡宣，山口雅也，川端重忠
  • Organizer: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] Streptococcus pneumoniaeのコリン結合タンパク質CbpJは肺炎発症に寄与する (2017)
  • Author(s): 後藤花奈，山口雅也，広瀬雄二郎，住友倫子，中田匡宜，川端重忠
  • Organizer: 第5回 五大学・微生物研究会
• [Presentation] インフルエンザウイルス感染によるSnail1 の発現誘導は化膿レンサ球菌の上皮バリア突破を亢進させる (2017)
  • Author(s): 住友倫子，中田匡宣，山口雅也，川端重忠
  • Organizer: 第59回歯科基礎医学会
• [Presentation] Streptococcus pneumoniae のコリン結合タンパク質CbpJ は肺炎発症における病原因子として働く (2017)
  • Author(s): 後藤花奈，山口雅也，広瀬雄二郎，住友倫子，中田匡宜，川端重忠
  • Organizer: 第59回歯科基礎医学会
• [Presentation] 自己溶菌に伴い放出される肺炎球菌の菌体内病原因子の同定と分子解析 (2017)
  • Author(s): 永井康介，土門久哲，前川知樹，山口雅也，川端重忠，寺尾 豊
  • Organizer: 第59回歯科基礎医学会
• [Presentation] 肺炎の重症化に伴い誘導される宿主由来エラスターゼの病原性解析 (2017)
  • Author(s): 土門久哲，前川知樹，永井康介，山口雅也，川端重忠，寺尾 豊
  • Organizer: 第59回歯科基礎医学会
• [Presentation] 化膿レンサ球菌のヒアルロン酸分解酵素HylAの分子系統解析と病原性に果たす役割の解析 (2017)
  • Author(s): 山口雅也，中田匡宣，広瀬雄二郎，後藤花奈，住友倫子，川端重忠
  • Organizer: 第49回レンサ球菌研究会
• [Presentation] 肺炎球菌のメタロプロテアーゼZmpCは中枢系への菌の侵入を抑制する (2017)
  • Author(s): 山口雅也，広瀬雄二郎，明田幸宏，住友倫子，川端重忠
  • Organizer: 第91回日本感染症学会総会・学術講演会 第65回日本化学療法学会学術集会 合同学会
• [Presentation] 分子進化解析に基づくStreptococcus agalactiaeの糖鎖分解酵素様分子NonAの機能解析 (2017)
  • Author(s): 山口雅也，川端重忠
  • Organizer: 大阪大学歯学会第123回例会
  • Place of Presentation: 大阪大学（大阪府吹田市）
  • Invited
• [Presentation] 肺炎球菌が発現する形質転換誘導性タンパク質Ccs4の病原性への関与 (2016)
  • Author(s): 広瀬雄二郎，山口雅也，後藤花奈，住友倫子，中田匡宣，川端重忠
  • Organizer: 第4回4大学・口腔微生物研究会
  • Place of Presentation: 丸駒温泉旅館（北海道千歳市）
  • Year and Date: 2016-08-26
• [Presentation] 肺炎球菌の菌体表層タンパクPfbAは宿主の自然免疫機構からの回避に寄与する (2016)
  • Author(s): 山口雅也，広瀬雄二郎，後藤花奈，住友倫子，中田匡宣，川端重忠
  • Organizer: 第58回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2016-08-24
• [Presentation] C1qとの相互作用を介する化膿レンサ球菌の補体免疫回避機構 (2016)
  • Author(s): 小川真理子，住友倫子，毛利泰士，山口雅也，中田匡宣，川端重忠
  • Organizer: 第58回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2016-08-24
• [Presentation] インフルエンザウイルス感染に伴い上皮表層に誘導されるGP96は化膿レンサ球菌の上皮細胞への付着を亢進させる (2016)
  • Author(s): 住友倫子，中田匡宣，毛利泰士，小川真理子，山口雅也，川端重忠
  • Organizer: 第58回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2016-08-24
• [Presentation] Streptococcus pyogenesが産生するendopeptidase OとC1qの結合による補体免疫回避機構 (2016)
  • Author(s): 本多真理子，住友倫子，毛利泰士，Dalia Hamd，山口雅也，中田匡宣，川端重忠
  • Organizer: 第48回レンサ球菌研究会
  • Place of Presentation: 長崎大学（長崎県長崎市）
  • Year and Date: 2016-07-08
• [Presentation] B群レンサ球菌におけるシアル酸分解酵素NonAの進化的な不活性化 (2016)
  • Author(s): 山口雅也，広瀬雄二郎，後藤花奈，住友倫子，川端重忠
  • Organizer: 第90回日本感染症学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-04-15
• [Presentation] Streptococcus pyogenesによる皮膚病変の形成機構に関する解析 (2016)
  • Author(s): 毛利泰士，住友倫子，松岡悠美，本多真理子，山口雅也，寺尾 豊，中田匡宣，川端重忠
  • Organizer: 第69回日本細菌学会関西支部総会
  • Place of Presentation: 大阪市立大学（大阪府大阪市）
• [Presentation] 分子進化解析を利用したB群レンサ球菌のシアル酸分解酵素が病原性に果たす役割の解明 (2016)
  • Author(s): 山口雅也，広瀬雄二郎，中田匡宣，後藤花奈，住友倫子，川端重忠
  • Organizer: 日本生化学会 近畿支部会
  • Place of Presentation: 神戸薬科大学（兵庫県神戸市）
• [Book] Streptococcal Enolase and Immune Evasion, In Moonlighting proteins: Novel virulence factors in bacterial infections. (2017)
  • Author(s): Masaya Yamaguchi. Shigetada Kawabata
  • Total Pages: 21
  • Publisher: Wiley-Blackwell
  • ISBN: 9781118951118
• [Book] Streptococcal Enolase and Immune Evasion, In Moonlighting proteins: Novel virulence factors in bacterial infections. (2017)
  • Author(s): Yamaguchi M., Kawabata S.
  • Total Pages: 472
  • Publisher: Wiley Science.
• [Remarks] 口腔細菌学教室 山口雅也助教
  • URL: https://www.hs.ura.osaka-u.ac.jp/yamaguchimasaya/
• [Remarks] 大阪大学 大学院歯学研究科 口腔細菌学教室
  • URL: http://web.dent.osaka-u.ac.jp/~mcrbio/
• [Remarks] 口腔細菌学教室 山口雅也助教
  • URL: http://www.hs.ura.osaka-u.ac.jp/yamaguchimasaya/
• [Remarks] 大阪大学 大学院歯学研究科 口腔細菌学教室
  • URL: http://web.dent.osaka-u.ac.jp/~mcrbio/