原虫による宿主免疫抑制機構の解析

• Project Area: Matrix of Infection Phenomena
• Project/Area Number: 21022030
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 山本 雅裕 大阪大学, 医学系研究科, 准教授 (00444521)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥7,600,000 (Direct Cost: ¥7,600,000); Fiscal Year 2010: ¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000); Fiscal Year 2009: ¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000)
• Keywords: 細胞内寄生性原虫 / シグナル伝達 / 自然免疫 / トキソプラズマ原虫 / 分子遺伝学

Research Abstract

トキソプラスマ原虫は免疫不全患者や胎児・新生児に感染し、重篤なトキソプラズマ症を発症する細胞内寄生性原虫である。今回我々は1型原虫でROP18欠損原虫を逆遺伝学的手法により作製しマウスに感染させ病原性及び免疫学的特徴について検討した。まず、マウスの感染実験により病原性を検討したところ、ROP18欠損原虫はほとんど病原性を失っていた。さらに腹腔感染における野生型及びROP18欠損原虫の時空間的な拡大について検討したところ、野生型原虫に比べてROP18欠損原虫の広がりは有意に狭くまたそのスピードも遅いことが低いことが明らかとなった。次に感染マウスにおける免疫応答について検討したところ、野生型原虫感染に比べてROP18欠損原虫感染マウス由来のT細胞ではIFNγ産生が増加していたことから、ROP18欠損原虫は宿主獲得免疫応答を抑制できないために野生型原虫と違い感染拡大できず従って病原性が低いことが示唆された。
次にROP18のどの領域が病原性発揮に重要かどうかを調べる目的でROP18の部分欠損変異体を発現させたROP18欠損原虫を作製した結果、N末端部位の17アミノ酸が重要であることが判明した。酵母ツーハイブリッド法を用いて宿主因子を検索したところ、ROP18結合蛋白質(ROP18BP1)を単離した。ROP18BP1は酵母においてROP18のN末端部位に結合したものの、哺乳動物細胞においては全長のROP18と結合することができなかった。そのメカニズムについてはROP18がリン酸化酵素活性依存的にROP18BP1をリン酸化し、さらにプロテアソーム依存的に分解することを見出した。また、プロテアソーム阻害剤存在下ではROP18とROP18BP1の結合が哺乳動物細胞において認められた。
以上のことから、トキソプラズマ原虫の病原性因子ROP18は宿主因子ROP18BP1を標的として病原性を発揮していることが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] IkBz regulates Th17 development by cooperating with ROR nuclear receptors. Nature. (2010)
  • Author(s): Okamoto K, Iwai Y, Oh-hora M, Yamamoto M, et al.
  • Journal Title: Nature. Volume: 464 Pages: 1381-1385
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Commensal microbiota induce LPS hyporesponsiveness in colonic macrophages via the production of IL-10. (2010)
  • Author(s): Ueda Y, Kayama H, Jeon SG, Kusu T, Isaka Y, Rakugi H, Yamamoto M, Takeda K.
  • Journal Title: Int Immunol. Volume: 22 Pages: 953-62
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Trib1 is a lipid- and myocardial infarction-associated gene that regulates hepatic lipogenesis and VLDL production in mice. (2010)
  • Author(s): Burkhardt R, Toh SA, Lagor WR, Birkeland A, Levin M, Li X, Robblee M, Fedorov VD, Yamamoto M, Satoh T, Akira S, Kathiresan S, Breslow JL, Rader DJ.
  • Journal Title: J Clin Invest. Volume: 120 Pages: 4410-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] IkBz regulates Th17 development by cooperating with ROR nuclear receptors. Nature. (2010)
  • Author(s): Okamoto K, Iwai Y, Oh-hora M, Yamamoto M, et al.
  • Journal Title: Nature. (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A single polymorphic amino acid on Toxoplasma gondii kinase ROP16 determines the direct and strain-specific activation of Stat 3. (2009)
  • Author(s): Yamamoto M, et al.
  • Journal Title: J Exp Med. 206 Pages: 2747-2760
  • Peer Reviewed
• [Presentation] I型トキソプラズマ原虫の病原性におけるROP18の役割 (2010)
  • Author(s): 山本雅裕
  • Organizer: 第9回分子寄生虫・マラリア研究フォーラム
  • Place of Presentation: 長崎大学坂本キャンパス良順会館ボードインホール
• [Presentation] トキソプラズマ原虫リン酸化酵素ROP16による宿主自然免疫系の制御について (2010)
  • Author(s): 山本雅裕
  • Organizer: 第62回細胞生物学会、シンポジウム4(S4)感染症と細胞生物学のインターフェース
  • Place of Presentation: グランキューブ大阪(招待講演)
• [Presentation] Essential role of ROP16 in the strain-specific and direct activation of Stat3 and Stat6 (2010)
  • Author(s): Masahiro Yamamoto
  • Organizer: The 4^<th> International Symposium of WPI-IFReC
  • Place of Presentation: Icho-Kaikan, Suita Campus, Osaka University(招待講演)
• [Presentation] トキソプラズマ原虫のキナーゼであるROP16上の多型的な1つのアミノ酸置換が株特異的かつ直接的なStat3のリン酸化を決定する (2009)
  • Author(s): Yamamoto M, Soldati-FavreD, Takeda K.
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
• [Presentation] A single polymorphic amino substitution on Toxoplasma gondii kinase ROP16 detemines the direct and strain-specific activation of Stat3. (2009)
  • Author(s): Yamamoto M,.
  • Organizer: 第39回日本免疫学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場
• [Remarks]
  • URL: http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/ongene/yamamoto-accomp.pdf
• [Remarks]
  • URL: http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/ongene/yamamoto-accomp.pdf