らい菌による宿主由来TAGを利用した細胞内寄生機構の解明と新規治療標的の探索
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21K07012
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 49050:Bacteriology-related
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
谷川 和也 帝京大学, 薬学部, 助教 (10443110)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 幸一 帝京大学, 医療技術学部, 教授 (20206478)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | らい菌 / 脂質 / mycolic acid / triacylglycerol / ミコール酸 / マクロファージ / ハンセン病 |
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| Outline of Research at the Start |
申請者は、TAGの律速酵素であるGPAT3の発現誘導を介して、らい菌感染細胞のファゴゾーム内に脂肪滴（TAG）蓄積が促されることを明らかにしてきたが、どのように利用されているかは不明である。らい菌の細胞壁脂質の主成分であるミコール酸は様々な状態で細胞壁に発現し、その構成は菌の状態によってダイナミックに変容して宿主への免疫応答に影響を及ぼすことが知られている。我々は、予備データから、TAGがミコール酸の基質になり得ることが想定している。そこで、宿主感染後のらい菌のミコール酸構造の同定および、らい菌の細胞内生存におけるミコール酸の影響の評価の2点について重点的に検討を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
らい菌は宿主として主にマクロファージに寄生するが、感染細胞において、大量の脂質が蓄積する。我々はこの脂質がtriacylglycerol（TAG）であることをHPTLCや細胞免疫染色で示し、その蓄積が菌の生存に必須であることを明らかにしてきたが、その役割についてはよく分かっていない。
昨年度までの検討により、らい菌が感染したTHP-1細胞にのみbeta酸化が惹起され、TAG代謝物が増加することを示してきた。さらに、THP-1に[14C]acetic acidを添加して14C標識TAGを合成し、らい菌を感染させて脂質を解析すると、間接的にミコール酸合成が可能であることが示された。そこで、TAG代謝物がミコール酸合成の材料となり得る脂肪酸か否かについて評価するために、[14C]acetic acidを用いたトレーサー実験を行い、HPTLCで実験を行なった。その結果、らい菌感染後短時間で脂肪酸画分にシグナルが検出された。また、その脂肪酸の代謝に続いてミコール酸が合成されることも確認した。そこで、得られたミコール酸画分のシグナルを検証するために、ミコール酸合成阻害薬であるイソニアジド（INH）で前処理したのち、らい菌感染細胞に[14C]acetic acidを処理し、その代謝物をHPTLCで評価した。その結果、感染によって検出されたミコール酸画分のシグナルは完全に消失した。このことから、らい菌は宿主細胞にTAG蓄積を促すことでミコール酸合成の材料である脂肪酸を産出し、それを利用して宿主環境内でミコールに利用していると考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
国立感染症研究所との協力研究のもと、進めており密な関係が築けている。細かな実験結果についても、zoomミーティングを開き、意見交換を行なっている。また、本研究を遂行するにあたり、もっとも重要であるハンセン病研究センターからのらい菌の分与についても滞りなく、進めることができており、現在まで研究に支障は全くない。
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| Strategy for Future Research Activity |
我々はすでにらい菌の感染によって変動する宿主細胞における遺伝子について、DNAマイクロアレイのデータを得ている。そこで、最終年度はミコール酸合成に寄与するような遺伝子について抽出を行い、実際にreal-time PCRやwestern blottingにより発現変化を評価する。さらに必要があれば、その遺伝子を欠失した細胞株を作製し、ミコール酸合成や菌の生存率への影響を調べたい。
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Report
(2 results)
Research Products
(18 results)
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[Journal Article] Mycobacterium leprae promotes triacylglycerol de novo synthesis through induction of GPAT3 expression in human premonocytic THP-1 cells.2021
Author(s)
Tanigawa K, Hayashi Y, Hama K, Yamashita A, Yokoyama K, Luo Y, Kawashima A, Maeda Y, Nakamura Y, Harada A, Kiriya M, Karasawa K, Suzuki K.
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Journal Title
PLoS One
Volume: 16
Issue: 3
Pages: 1-16
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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