サルモネラT3SS-2によるマクロファージ細胞死誘導機構の解明
Project/Area Number |
22K07073
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 49050:Bacteriology-related
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Research Institution | Kitasato University |
Principal Investigator |
羽田 健 北里大学, 薬学部, 講師 (00348591)
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Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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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 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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Keywords | サルモネラ / T3SS-2 / 細胞死 / エフェクター |
Outline of Research at the Start |
サルモネラ属細菌(サルモネラ)の多剤耐性化と易感染宿主に対する侵襲性の問題により、本菌感染症に対する新たな予防法および治療法の開発が求められている。研究代表者は近年、サルモネラによるマクロファージ細胞死に焦点をあて、この細胞死誘導に関わる病原因子を同定した。またサルモネラによるマウスマクロファージ様培養細胞に対する細胞死誘導性と腸炎モデルマウスの全身感染性が関連することを見出した。本研究課題ではサルモネラによるマクロファージの細胞死誘導機構を解析し、サルモネラの新たな宿主生存戦略を解明する。本研究の成果は、サルモネラ感染症に対する新たな感染予防および治療法の開発に繋がるものと期待される。
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Outline of Annual Research Achievements |
サルモネラは独立した2つのIII型分泌機構(Type III Secretion System; T3SS-1および -2)を保有し、これらの分泌機構から宿主細胞に直接分泌・注入されるタンパク質(エフェクター)が病原性発現において中心的な役割を担う。これまでにCaspase-11遺伝子欠損RAW(Casp11-KO)細胞ではサルモネラのT3SS-2により誘導されるマクロファージの細胞死がRAW細胞の50%程度に低下することを明らかにした。このことは、サルモネラに感染したマクロファージではT3SS-2によってCaspase-11依存的な細胞死(非典型パイロトーシス)の他、未同定のCaspase-11非依存的細胞死が誘導されることを示す。 本研究ではCaspase-11非依存的細胞死に注目し、アポトーシス、ネクロトーシス、またはオートファジー細胞死のような既知の細胞死であると仮説を立て、Casp11-KO細胞にサルモネラを感染した後、各種細胞死の阻害剤を培地に添加し、細胞死の指標として培養上清中の乳酸脱水素酵素(LDH)を測定した。その結果、カテプシンB阻害剤であるCA074-Meを培地に添加することにより細胞死が抑制された。そこでRAW細胞のカテプシンB欠損(CtsB-KO)細胞を作製し、同様にLDHを測定したところ、サルモネラを感染したRAW細胞と比較して低下した。このことからサルモネラによるCaspase-11非依存的細胞死にカテプシンBが関与することが明らかとなった。しかし、CtsB-KO細胞にCA074-Meを添加してもLDHが低下することから、T3SS-2によって誘導されるCaspase-11非依存的細胞死にはカテプシンB以外の宿主因子が関与することが示唆された。
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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
CA074-MeによってCaspase-11非依存的細胞死が阻害されることを見出せたため。
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Strategy for Future Research Activity |
CA074-MeはカテプシンB阻害剤として知られているが、カテプシンB以外のターゲットの存在が報告されている。本研究においてもCtsB欠損RAW細胞においてもCA074-Meの添加によりLDHの分泌量が低下したことから、サルモネラのT3SS-2によるCaspase-11非依存的細胞死にCathepsin B以外の宿主因子が働く可能性が示唆された。今後はサルモネラ感染したCasp11-KO細胞のCA074-Me添加群と未添加群のプロテオーム解析を行うことでCA074-Meによって発現が変動したタンパク質に注目し、細胞死との関連を調べる予定である。 一方で、これまでに同定した細胞死に関わる5つのエフェクターのうち、3つエフェクターをコードする遺伝子を欠損したd3株ではCaspase-11非依存的細胞死が全く見られなくなることを明らかにしている(データ未発表)。このことは、未同定の細胞死の誘導にこれら3つのエフェクターが関与することを示唆している。そこでd3株に3つのエフェクターをそれぞれ導入した相補株をCasp11-KO細胞に感染する。d3株と比較して有意に細胞死を誘導する相補株を得ることで、この細胞死に関与するエフェクターが明らかとなる。
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Report
(1 results)
Research Products
(6 results)
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[Journal Article] O-acetylesterase activity of Bifidobacterium bifidum sialidase facilities the liberation of sialic acid and encourages the proliferation of sialic acid scavenging Bifidobacterium breve.2022
Author(s)
Yokoi T, Nishiyama K, Kushida Y, Uribayashi K, Kunihara T, Fujimoto R, Yamamoto Y, Ito M, Miki T, Haneda T, Mukai T, Okada N.
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Journal Title
Environmental microbiology reports
Volume: 14
Issue: 4
Pages: 637-645
DOI
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Peer Reviewed / Open Access
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