2017 Fiscal Year Annual Research Report
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16H05186
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
芦田 浩 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (10535115)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 赤痢菌 / エフェクター / 細胞死 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体は感染初期に菌の侵入を感知し、炎症や細胞死といった自然免疫応答を誘導することで、菌の感染を効果的に阻止する。特に細胞死誘導は感染により損傷を受けた細胞を病原細菌ごと取り除くことで感染拡大を阻止するため、生体防御機構として効果的である。
このような宿主の生体防御機構に対し、赤痢菌をはじめとする腸管病原菌はIII型分泌装置よりエフェクターを宿主細胞内に注入し、自然免疫応答を抑制することで感染を成立させる。赤痢菌は上皮細胞に侵入、増殖し、感染を拡大させるが、上皮細胞感染においては感染後期に至るまで細胞死は認められない。このことは赤痢菌が増殖の場を保持するための感染戦略として、上皮細胞での細胞死を抑制していることを示唆している。しかし、その機構は多くが未解明であり、機能未知のエフェクターによる細胞死抑制機構が存在する可能性が示唆される。そこで本研究では、赤痢菌エフェクターによる細胞死制御機構の解明を試みた。
はじめにヒト腸管上皮培養細胞に様々な赤痢菌エフェクター遺伝子欠損株を感染させ、細胞傷害測定により細胞死制御に関与するエフェクターを探索した。この結果、エフェクターA遺伝子欠損株感染で赤痢菌感染時の細胞死が上昇することが示された。この結果は、エフェクターAが赤痢菌感染時の上皮細胞死を抑制していることを示唆している。続いてエフェクターAによる細胞死抑制機構解明のため、細胞死の分類を試みた。エフェクターA遺伝子欠損株感染時に確認される細胞死を、DNA断片化、Caspase依存性、細胞膜破壊といった判定基準で分類したところ、ネクロプトーシスであることが示唆された。
以上のように、赤痢菌はエフェクターAを分泌し、感染細胞の細胞死ネクロプトーシスを阻害する。細胞死の制御により、赤痢菌は増殖の場を保持し、この間に増殖を続け、感染拡大に寄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
本研究では赤痢菌感染をモデルとして、PAMPs、DAMP依存的に誘導される新たな生体防御反応に対抗する病原菌の感染戦略(炎症抑制、細胞死制御)を明らかにするとともに、感染様式の異なる他の腸管病原菌感染(サルモネラ、エルシニア、EPEC、コレラ菌)を横断的に解析し、その普遍的もしくは特異的な感染現象を解明することを目的とする。平成29年度は赤痢菌の分泌するエフェクターAがネクロプトーシス細胞死を抑制することで感染持続に寄与することを明らかにした。平成29年度は赤痢菌の機能未知エフェクターによる新たな細胞死制御機構を明らかにしたことからも、当初の予定通り順調に研究は進捗していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は赤痢菌エフェクターAが新たな細胞死を抑制することを明らかにした。今後は赤痢菌エフェクターAの宿主標的因子の同定と作用機序の解析を進めるとともに、動物感染実験によりその感染における重要性を確認する。また、赤痢菌による細胞死抑制戦略が感染様式の異なるサルモネラ、エルシニア、コレラ菌といった他の腸管病原細菌ではどうなのか、また赤痢菌エフェクターの類似エフェクターではどうなのか、を拡大して研究を進める。同時に腸管病原菌感染時に細胞死を誘導するPAMPsもしくはDAMPsの同定を試みる。
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