Biogenesis of lamellar body-like organelles in host cells expressing Mycobacterium tuberculosis PE_PGRS62

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K19102
• Research Institution: National Center for Global Health and Medicine
• Principal Investigator: 祝 弘樹 国立研究開発法人国立国際医療研究センター, その他部局等, 研究員(移行) (70443116)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: M. tuberculosis / PE_PGRS62 / ABCA3 / lamellar body

Outline of Annual Research Achievements

結核菌PE_PGRS62は病原因子であり、マクロファージ内でオートファジーを抑制することを見出した。一方でヒトII型肺胞上皮細胞（A549細胞）内ではPE_PGRS62はラメラ封入体様オルガネラの形成を誘導した。PE_PGRS62の発現により、この細胞内でベシクルが観察された。このベシクルは中性脂肪染色を行って陽性だったため脂質を含んでいることが分かった。また、GFP-PE_PGRS62発現により形成されたベシクルのサイズ直径が0.35～2.59 umであり、GFPを発現した細胞内のベシクルは0.35～1.12 umであった。GFP-PE_PGRS62発現したA549細胞内で直径が1.2 um以上のベシクルは37%であった。脂質を含んだベシクルはマウスII型肺胞上皮細胞（T7細胞）内でもGFP-PE_PGRS62の発現により誘導された。A549細胞およびT7細胞内では、発現量が比較的低い安定的にGFP-PE_PGRS62でベシクル形成が誘導されたが、HeLa細胞やMCF7細胞は安定発現ではベシクル形成が誘導されなかったが、プラスミドトランスフェクションによりGFP-PE_PGRS62を一過発現させた場合には細胞内でベシクル形成が観察された。ATP-binding cassette transporter A3（ABCA3）はII型肺胞上皮細胞におけるサーファクタント代謝に必須なトランスポーターであり、ラメラ封入体のマーカータンパク質であると考えられている。GFP-PE_PGRS62により形成されたベシクルにABCA3は共局在した。したがって、結核菌の病原因子PE_PGRS62がII型肺胞上皮細胞内でラメラ封入体様オルガネラを形成させることが明らかとなった。

Research Products

• [Journal Article] Peroxiredoxin 1 Contributes to Host Defenses against Mycobacterium tuberculosis. (2016)
  • Author(s): Matsumura K, Iwai H, Kato-Miyazawa M, Kirikae F, Zhao J, Yanagawa T, Ishii T, Miyoshi-Akiyama T, Funatogawa K, Kirikae T.
  • Journal Title: Journal of Immunology Volume: 197(8) Pages: 3233-3244.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Mutation in the 16S rRNA Decoding Region Attenuates the Virulence of Mycobacterium tuberculosis. (2016)
  • Author(s): Watanabe S, Matsumura K, Iwai H, Funatogawa K, Haishima Y, Fukui C, Okumura K, Kato-Miyazawa M, Hashimoto M, Teramoto K, Kirikae F, Miyoshi-Akiyama T, Kirikae T.
  • Journal Title: Infection and Immunity Volume: 84(8) Pages: 2264-73.
  • DOI: doi: 10.1128/IAI.00417-16.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Analysis of PRDX1 which contributes to host defenses against Mycobacterium tuberculosis (2017)
  • Author(s): 松村 和典，祝 弘樹，加藤-宮澤 雅子，切替 富美子，趙 吉子，柳川 徹，石井 哲郎，舩渡川 圭次，秋山 徹，切替 照雄
  • Organizer: 第90回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター展示棟
  • Year and Date: 2017-03-19 – 2017-03-21
• [Presentation] カナマイシン耐性に寄与する16SリボゾームRNA の解読領域の 変異と結核菌の弱毒化 (2017)
  • Author(s): 渡邊 真弥，松村 和典，祝 弘樹，舩渡川 圭次，加藤 雅 子，切替 富美子，秋山 徹，崔 龍洙，切替 照雄
  • Organizer: 第90回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター展示棟
  • Year and Date: 2017-03-19 – 2017-03-21
• [Presentation] A Mutation in the 16S rRNA Decoding Region Attenuates the Virulence of Mycobacterium tuberculosis (2017)
  • Author(s): Shinya Watanabe, Kazunori Matsumura, Hiroki Iwai, Keiji Funatogawa, Yuji Haishima, Chie Fukui, Kayo Okumura, Masako Kato-Miyazawa, Masahito Hashimoto, Kanae Teramoto, Fumiko Kirikae, Tohru Miyoshi-Akiyama, Teruo Kirikae
  • Organizer: Keystone Symposia, New Developments in Our Basic Understanding of Tuberculosis (A5)
  • Place of Presentation: Fairmont Hotel Vancouver, Vancouver, Brithish Columbia, Canada
  • Year and Date: 2017-01-14 – 2017-01-18
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A mycobacterial virulence protein, PE_P GRS62, inhibits autophagy in macrophage s (2016)
  • Author(s): Hiroki Iwai, Kazunori Matsumura, Fumiko Kirikae, Jeffery Cox, Keiji Funatogawa, Toru Miyoshi-Akiyama, Teruo Kirikae
  • Organizer: The 24th International Symposium on Molecular Cell Biology of Macrophages
  • Place of Presentation: Sola City Conference Center
  • Year and Date: 2016-06-04 – 2016-06-05
  • Int'l Joint Research