志賀毒素Bサブユニットの結合による細胞内刺激伝達の病態形成における作用の解明

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16017321
• Research Institution: National Research Institute for Child Health and Development
• Principal Investigator: 清河 信敬 国立成育医療センター研究所, 発生・分化研究部, 部長 (60195401)
• Keywords: 志賀毒素 / globotriaosyl ceramide / 刺激伝達 / 細胞骨格 / 細胞接着 / 糖脂質豊富膜ドメイン / 細胞形態変化 / 細胞内輸送

Research Abstract

志賀毒素(Stx)はO157株等の腸管出血性大腸菌(EHEC)が産生する主要な病原性因子で、RNA切断酵素活性を持つAサブユニットと標的細胞上の受容体Gb3に対する結合能を有するBサブユニットから構成される蛋白毒素である。Stxの細胞毒性の本態はAサブユニットの作用に起因した蛋白合成阻害であると考えられているが、最近、Bサブユニットを介する結合のみでも標的細胞に刺激伝達が起こり種々の変化がもたらされることが明らかにされている。本研究ではこれまでに、Stx1Bサブユニットのみの遺伝子組換え体の結合によって、腎癌由来細胞株ACHNに糖脂質豊富膜ドメインを介して一連の細胞内刺激伝達が誘導され、Ezrin、Paxillin等の細胞骨格の形成にかかわる蛋白のリン酸化が起こり、これに伴ってCD44、actin、tublin、vimentin、cytokeratin等の細胞内局在が変化して細胞骨格の再構成が誘導され、細胞接着性の低下や仮足形成といった細胞の形態変化が起こることが明らかにしている。また、以上のような細胞変化に、Gb3/raftを介して誘導されるSrc型チロシンキナーゼ、PI3キナーゼ、Rhoキナーゼ等の活性化の関与が示唆された。一方、これらの刺激伝達が毒素の細胞内輸送に関与する可能性を考え、種々のキナーゼ抑制剤を投与して毒素の細胞内輸送に対する影響について検討した結果、PI3キナーゼの活性を抑制することにより毒素の細胞内輸送が遅延することが明らかとなった。以上の結果は、Stxの持つ作用におけるB subの役割が単に毒素の標的細胞への吸着のみではなく、細胞内刺激伝達誘導によって毒素の細胞内輸送を促進させることにより、ホロ毒素の細胞毒性の発現に寄与している可能性を示している。

Research Products

• [Journal Article] Shiga toxin binding to globotriaosyl ceramide induces intracellular signals that mediate cytoskeleton remodeling in human renal carcinoma-derived cells (2004)
  • Author(s): Takenouchi H, Kiyokawa N, Taguchi T, Matsui J, Katagiri YU, Okita H, Okuda K, Fujimoto J.
  • Journal Title: J Cell Sci 117 Pages: 3911-3922
• [Journal Article] Characterization of a Shiga-toxin 1-resistant stock of Vero cells. (2004)
  • Author(s): Sekino T, Kiyokawa N, Taguchi T, Takenouchi H, Matsui J, Tang W, Suzuki T, Nakajima H, Saito M, Ohmi K, Katagiri YU, Okita H, Nakao H, Takeda_T, _Fujimoto J.
  • Journal Title: Microbiol Immunol 48 Pages: 377-387
• [Journal Article] Diagnostic importance of CD179a/b as markers of precursor B-cell lymphoblastic lymphoma. (2004)
  • Author(s): Kiyokawa N, Sekino T, Matsui T, Takenouchi H, Mimori K, Tang W, Matsui J, Taguchi T, Katagiri YU, Okita H, Matsuo Y, Karasuyama H, Fujimoto J.
  • Journal Title: Modern Pathol 17 Pages: 423-429
• [Journal Article] Deficiency of BLNK hampers PLC-γ2 phosphorylation and Ca^<2+> influx induced by the pre-B cell receptor in human pre-B cells. (2004)
  • Author(s): Taguchi T, Kiyokawa N, Takenouchi H, Matsui J, Tang W, Nakajima H, Suzuki K, Shiozawa Y, Saito M, Katagiri YU, Takahshi T, Karasuyama H, Matsuo Y, Okita H, Fujimoto J.
  • Journal Title: Immunology 112 Pages: 575-582
• [Journal Article] Dietary bioflavonoids induce apoptosis in human leukemia cells.
  • Author(s): Matsui J, Kiyokawa N, Takenouchi H, Taguchi T, Suzuki K, Shiozawa Y, Saito M, Tang W-R, Katagiri YU, Okita H, Fujimoto J.
  • Journal Title: Leukemia Research in press