病原細菌の宿主生体内における病原遺伝子の探索とその発現機序に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13770136
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 比嘉 太 琉球大学, 医学部, 助手 (50291555)
• Keywords: 病原遺伝子 / Signature tagged mutagenesis / Legionella pneumophila / phosphoenorpyruvate phosphate transfer system

Research Abstract

宿主の生体内における病原性の発現には、試験管内と異なり、より複雑な機序が関与している事が推測される。こうした生体内で働く病原遺伝子に関する研究は細菌感染症の病態の解明、ひいては新しい治療薬剤や治療法の開発につながるもの期待される。本研究では肺炎の重要な起炎菌の一つであるレジオネラについて生体内における病原遺伝子スクリーニング法(Signaturea Tagged Mutagenesis法;STM)にて発見された病原遺伝子について、より詳細な解析を行った。レジオネラの新しい病原遺伝子の一つであるptsP遺伝子の全塩基配列を決定し、その予想される遺伝子産物は細菌のinner membraneに存在することが示唆された。既知の病原遺伝子との相同性検討から、細菌特有の情報伝達系である情報伝達系PTSシステムの一つを構成する酵素(Emzyme INtr)であることが明らかとなった。Enzyme INtrはphsophoenolpyruvateを燐酸の供与体として、IIANtrと呼ばれる酵素を燐酸化・活性化する。こうした菌体内酵素の連鎖反応によって、生体内における病原性発現に必要な情報伝達を担っているものと推測された。
この病原遺伝子の欠損株では、通常の培地内ではよく増殖するが、マクロファージ内増殖の軽度の遅延と肺胞上皮細胞内での増殖能欠損が認められた。これに正常ptsP遺伝子を戻した株では細胞内増殖能が回復した。動物感染モデルにおいても遺伝子欠損株に明らかな病原性の低下が確認され、正常遺伝子の導入によって、病原性が回復した。以上より、レジオネラ属菌の生体内病原性発現にPTSと呼ばれる情報伝達系が関与していることが明らかとなった。
病原性の一つとして宿主細胞に対する細胞障害性およびアポトーシス誘導を検討した。レジオネラではマクロファージおよび肺胞上皮細胞に対して細胞障害性およびアポトーシス誘導が明らかにされた。このアポトーシス誘導は特に細胞内増殖能と関連していた。

Research Products

• [Publications] Futoshi Higa, Paul H.Edelstein: "Potential Virulence Role of the Legionella pneumophila ptsP Ortholog"Infection and Immunity. 69. 4782-4789 (2001)
• [Publications] Noriko Arakaki, Futoshi Higa, Michio Koide, Masao Tateyama, Atsushi Saito: "Induction of apoptosis of human macrophages in vitro by Legionella longbeachae through activation of the caspase pathway"Journal of Medical Microbiology. 51. 159-168 (2002)
• [Publications] 比嘉 太, 斎藤 厚: "細胞内増殖菌感染症の分子病態"胸部臨床. 60. 14-17 (2001)