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Elucidation of host immune disturbance mechanism by Clostridium perfringens alpha-toxin

Research Project

Project/Area Number 21K07033
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 49050:Bacteriology-related
Research InstitutionTokushima Bunri University

Principal Investigator

Takehara Masaya  徳島文理大学, 薬学部, 講師 (40742705)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 永浜 政博  徳島文理大学, 薬学部, 教授 (40164462)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsウエルシュ菌 / 細菌毒素 / 宿主免疫 / Toll様受容体 / A型ウエルシュ菌 / α毒素 / TLR / 自然免疫 / 細菌感染 / 好中球 / 炎症 / 敗血症 / 感染
Outline of Research at the Start

本研究では、次の1)から4)の事項について、研究を計画し実行する。
1) ウエルシュ菌感染に対するTLR4の役割の解明(2021年度)
2) DNAマイクロアレイを用いた網羅的なα毒素の作用機構の解明(2021年度)
3) α毒素によるTLR4活性化メカニズムの解明(2022年度)
4) ウエルシュ菌感染に対するTLR4阻害剤の治療効果(2023年度)

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to elucidate the mechanism of septic shock induced by Clostridium perfringens infection and the role of Toll-like receptor 4 (TLR4) in Clostridium perfringens infection, comprehensively detect the host-α-toxin interaction using DNA microarray, and investigate the elucidation of the mechanism of TLR4 activation by α-toxin. As the results, it was demonstrated that infection with Clostridium perfringens increases the expression of inflammation-related genes and genes involved in capillary protection and regeneration in the host, and that alpha-toxin increases genes involved in the aerobic energy production. Furthermore, theta toxin and alpha toxin were found to act cooperatively to activate TLR4.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で示したA型ウエルシュ菌と宿主との相互作用に着目した研究は世界的にも前例がほとんど無く、学術的にも極めて独創性が高いと考えられる。また、本研究で実施した研究手法は、さまざまな病原細菌の研究に応用可能で、発症や進行の機構が不明な細菌感染症の進行メカニズムの解明に寄与する可能性がある。このように、本研究の成果は、細菌感染症に対する新規な研究領域を開拓し、発症機序解明や治療に大きく貢献するものと期待する。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Clostridium perfringens α-toxin up-regulates plasma membrane CD11b expression on murine neutrophils by changing intracellular localization2022

    • Author(s)
      Takehara Masaya、Kobayashi Keiko、Nagahama Masahiro
    • Journal Title

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes

      Volume: 1864 Issue: 12 Pages: 184054-184054

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2022.184054

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study on the interaction between <i>Clostridium perfringens</i> and the host2021

    • Author(s)
      TAKEHARA Masaya
    • Journal Title

      Nippon Saikingaku Zasshi

      Volume: 76 Issue: 3 Pages: 149-160

    • DOI

      10.3412/jsb.76.149

    • NAID

      130008117196

    • ISSN
      0021-4930, 1882-4110
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Toll-like receptor 4 protects against Clostridium perfringens infection in mice.2021

    • Author(s)
      Takehara M, Kobayashi K, Nagahama M
    • Journal Title

      Front Cell Infect Microbiol

      Volume: 11 Pages: 633440-633440

    • DOI

      10.3389/fcimb.2021.633440

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] A型ウエルシュ菌感染マウスの大腿筋におけるトランスクリプトーム解析2023

    • Author(s)
      石原知明、阪口義彦、小林敬子、永浜政博、竹原正也
    • Organizer
      第76回日本細菌学会中四国支部総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ウエルシュ菌α毒素によるCD11b抗原の発現増加2023

    • Author(s)
      竹原正也、小林敬子、永浜政博
    • Organizer
      第96回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ウエルシュ菌α毒素は好中球でCD11b抗原の発現を増加させる2022

    • Author(s)
      竹原正也、小林敬子、永浜政博
    • Organizer
      第75回日本細菌学会中四国支部総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] A型ウエルシュ菌感染時のToll様受容体4の役割2022

    • Author(s)
      竹原正也、小林敬子、永浜政博
    • Organizer
      第95回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Toll様受容体4はウエルシュ菌感染に対して生体を防御する2021

    • Author(s)
      南山優、竹原正也、小林敬子、永浜政博
    • Organizer
      第74回日本細菌学会中四国支部総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] A型ウエルシュ菌の病原性発現機構の解明2021

    • Author(s)
      竹原正也、小林敬子、永浜政博
    • Organizer
      第74回日本細菌学会中四国支部総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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