肺炎球菌感染症の宿主防御に関与するオートファジーの分子基盤の解明と治療への応用

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K10042
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: 中村 茂樹 国立感染症研究所, 真菌部, 主任研究官 (20399752)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 肺炎球菌 / オートファジー / マクロファージ

Outline of Annual Research Achievements

マクロファージは肺炎球菌の鼻咽頭定着の制御に重要な宿主因子の一つであるが、マクロファージの感染局所への集積機構ならびにマクロファージそのものによる肺炎球菌貪食後の処理機構については不明な点が多い。今回我々は、肺炎球菌貪食後のマクロファージによる殺菌およびケモカイン産生にオートファジーが関連しているものと仮説をたて研究を進めている。
まずマウスマクロファージJ774細胞 (5X10^5/well)をオートファジー阻害剤wortmanninで前処理し、肺炎球菌血清型23Fによる刺激 (MOI100)を加えると、Wortmanninの用量依存的にCcl2 mRNA発現量が有意に低下した。オートファジー誘導剤Rapamycinの前処理においては、Ccl2 mRNA発現量の亢進は認められなかった。この結果は、マクロファージからのマクロファージ遊走性ケモカインCCL2産生がオートファジーによる肺炎球菌処理が関わっている可能性を示唆している。次にマクロファージ内でのオートファジー関連タンパクの発現を確認するため、J774細胞を肺炎球菌血清型23Fで刺激した後、タンパクを抽出し、抗ATG5抗体によるWestern blotを行なったところ、ATG5が検出された。肺炎球菌血清型6で同様の実験を行なったが、やはりATG5は検出された。これまでの結果から、肺炎球菌暴露によってマクロファージ遊走性ケモカインCCL2の産生がオートファジー依存性であること、肺炎球菌暴露によってATG5が誘導されることが明らかとなった。
今後、マクロファージ内の肺炎球菌暴露によるオートファジー誘導の詳細と感染防御における役割について研究を推進する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の計画通り、肺炎球菌暴露によるマクロファージ内のオートファジー誘導について確認することができた。
またマクロファージによるCCL2産生にNOD2は明らかにしているが、オートファジー発現との関連性を確認するため、NOD2 KOマウスからマクロファージを抽出するが、KOマウスの繁殖も準備できたため可能である。

Strategy for Future Research Activity

今後はマクロファージによるオートファジー誘導の分子メカニズムの詳細を明らかにするとともに、重要となる細菌の病原因子 (特に菌体内毒素ニューモリシン；すでに欠損株は入手済み)と宿主因子 (NOD2受容体およびTLR2, TLR4受容体)との関連について明らかにする。すでに実験に必要な材料とツールは入手しており、実行は可能である。

Causes of Carryover

消耗品・試薬について、他研究での余剰分があったため、本研究での新規購入費を抑えることができた。
本年度は繰り越した助成金も含め、全て消耗品および学会発表などの旅費として使用する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Mycotic pseudoaneurysm of a pulmonary artery branch caused by Cladosporium. (2018)
  • Author(s): Sunagawa K, Uchino Y, Ishimoto S, Nakamura S, Honma T, Nakanishi Y, Hatta Y, Miyazaki Y, Sakurai H, Hao H, Sugitani M.
  • Journal Title: Pathol Int. Volume: 68 Pages: 47-52
  • DOI: 0.1111/pin.12615.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficacy and Safety of Intravenous Peramivir Compared With Oseltamivir in High-Risk Patients Infected With Influenza A and B Viruses: A Multicenter Randomized Controlled Study. (2017)
  • Author(s): Nakamura S, Miyazaki T, Izumikawa K, Kakeya H, Saisho Y, Yanagihara K, Miyazaki Y, Mukae H, Kohno S.
  • Journal Title: Open Forum Infect Dis. Volume: 4 Pages: ofx129
  • DOI: 10.1093/ofid/ofx129
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pulmonary Actinomycosis Mimicking Pulmonary Aspergilloma and a Brief Review of the Literature. (2017)
  • Author(s): Higashi Y, Nakamura S, Ashizawa N, Oshima K, Tanaka A, Miyazaki T, Izumikawa K, Yanagihara K, Yamamoto Y, Miyazaki Y, Mukae H, Kohno S.
  • Journal Title: Intern Med. Volume: 56 Pages: 449-453
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.56.7620.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Clinical and Microbiological Characteristics of Breakthrough Candidemia in Allogeneic Hematopoietic Stem Cell Transplant Recipients in a Japanese Hospital. (2017)
  • Author(s): Kimura M, Araoka H, Yamamoto H, Asano-Mori Y, Nakamura S, Yamagoe S, Ohno H, Miyazaki Y, Abe M, Yuasa M, Kaji D, Kageyama K, Nishida A, Ishiwata K, Takagi S, Yamamoto G, Uchida N, Izutsu K, Wake A, Taniguchi S, Yoneyama A.
  • Journal Title: Antimicrob Agents Chemother. Volume: 61 Pages: e01791-16
  • DOI: 10.1128/AAC.01791-16.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparative efficacies of daptomycin, vancomycin, and linezolid in experimental enterococcal peritonitis. (2017)
  • Author(s): Kajihara T, Nakamura S, Iwanaga N, Oshima K, Hirano K, Miyazaki T, Izumikawa K, Yanagihara K, Miyazaki Y, Hattori N, Kohno N, Kohno S, Mukae H.
  • Journal Title: J Infect Chemother Volume: 23 Pages: 498-501
  • DOI: 10.1016/j.jiac.2016.12.002.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Unexpected effects of azole transporter inhibitors on antifungal susceptibility in Candida glabrata and other pathogenic Candida species. (2017)
  • Author(s): Nagayoshi Y, Miyazaki T, Shimamura S, Nakayama H, Minematsu A, Yamauchi S, Takazono T, Nakamura S, Yanagihara K, Kohno S, Mukae H, Izumikawa K.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 12 Pages: e0180990
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0180990.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A case series of histoplasmosis patients with elevated serum soluble interleukin-2 receptor levels. (2017)
  • Author(s): Hirayama T, Takazono T, Iwata K, Senju H, Shimazaki T, Tashiro M, Saijo T, Tanaka T, Nakamura S, Imamura Y, Kojiro M, Miyazaki T, Tsukamoto M, Furumoto A, Morimoto K, Muraosa Y, Matsubara Y, Yanagihara K, Mukae H, Kamei K, Kohno S, Izumikawa K.
  • Journal Title: J Infect Chemother Volume: 23 Pages: 642-647
  • DOI: 10.1016/j.jiac.2017.03.006.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] In vitro and in vivo antifungal activities of T-2307, a novel arylamidine, against Cryptococcus gattii: an emerging fungal pathogen. (2017)
  • Author(s): Nishikawa H, Fukuda Y, Mitsuyama J, Tashiro M, Tanaka A, Takazono T, Saijo T, Yamamoto K, Nakamura S, Imamura Y, Miyazaki T, Kakeya H, Yamamoto Y, Yanagihara K, Mukae H, Kohno S, Izumikawa K.
  • Journal Title: J Antimicrob Chemother. Volume: 72 Pages: 1709-1713
  • DOI: 10.1093/jac/dkx020.
  • Peer Reviewed