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2018 Fiscal Year Research-status Report

トリセルラージャンクションを標的とする病原性レンサ球菌の組織侵入機構の解析

Research Project

Project/Area Number 17K11610
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

住友 倫子  大阪大学, 歯学研究科, 講師 (50423421)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 川端 重忠  大阪大学, 歯学研究科, 教授 (50273694)
中田 匡宣  大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (90444497)
山口 雅也  大阪大学, 歯学研究科, 助教 (00714536)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywordsレンサ球菌 / 上皮バリア
Outline of Annual Research Achievements

劇症型レンサ球菌感染症の発症過程において,化膿レンサ球菌は物理バリアである上皮細胞層の細胞間接着分子を傷害し,組織深部へ侵入する.これまでに,本菌がバリア機能の維持に重要なトリセルラータイトジャンクション (TCJ) から上皮バリアを突破する現象を見出した.本研究では,TCJバリアの機能維持に重要なLSRに着目し,LSRと相互作用する細菌因子を検索するとともに,本菌の上皮バリア突破機構との関連性を検証した.
TCJ構成分子であるLSRの組換え体と反応する化膿レンサ球菌の菌体表層タンパク質を免疫沈降により回収し,ヒスチジン三連構造を有する HtpA をLSR 結合分子として同定した.LSRとHtpAの相互作用はSPR解析およびELISAで評価した.また,腸管上皮細胞であるCaco-2をトランスウェルフィルターシステムで培養し,in vitro上皮バリアモデルとした.この上皮バリアモデルに,野生株とHtpA欠失株をアピカル部位から感染させ,細菌の下部チャンバーへの到達を上皮バリア通過能として評価した.その結果,HtpA欠失株の上皮バリア通過能は,野生株と比較して有意に低下した.また,化膿レンサ球菌感染細胞におけるZO-1,トリセルリン,オクルディンやE-カドヘリンなどの細胞間接着分子の分解は,HtpAの欠失により著しく抑制した.
以上の結果から,化膿レンサ球菌はHtpAのLSR結合能を利用することで,TCJに優先的へ局在し,細胞間接着分子の傷害によりTCJから上皮バリアを突破することが示唆された.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

化膿レンサ球菌の表層タンパク質HtpAをLSR結合分子として同定し,両タンパク質の相互作用を確認した.また,化膿レンサ球菌の上皮バリア突破にはHtpAが関与することを明らかにしたため,おおむね順調に進展している.

Strategy for Future Research Activity

肺組織三次元モデルを構築し,HtpAが肺上皮バリアの破綻に及ぼす影響を検討する.また,劇症型レンサ球菌感染症の病態形成へのHtpAの関与をマウス感染モデルで検証し,感染防御抗原としての可能性についても検討する.

Causes of Carryover

平成30年度にLSR結合分子が劇症型レンサ球菌感染症の病態形成に及ぼす影響をマウスモデルで検討する予定であったが,培養細胞モデルを用いた感染実験に時間を要したため,マウス感染実験は次年度に行うように研究計画を修正した.このため,次年度使用額が生じた.

  • Research Products

    (30 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (14 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 13 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Identification of evolutionarily conserved virulence factor by selective pressure analysis of Streptococcus pneumoniae2019

    • Author(s)
      Yamaguchi M, Goto K, Hirose Y, Yamaguchi Y, Sumitomo T, Nakata M, Nakano K, Kawabata S.
    • Journal Title

      Commun Biol

      Volume: 2 Pages: 96

    • DOI

      10.1038/s42003-019-0340-7

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Allergic conversion of protective mucosal immunity against nasal bacteria in patients with chronic rhinosinusitis with nasal polyposis.2019

    • Author(s)
      Takeda K, Sakakibara S, Yamashita K, Motooka D, Nakamura S, El Hussien MA, Katayama J, Maeda Y, Nakata M, Hamada S, Standley DM, Hayama M, Shikina T, Inohara H, Kikutani H.
    • Journal Title

      J Allergy Clin Immunol

      Volume: 143 Pages: 1163-1175

    • DOI

      10.1016/j.jaci.2018.07.006

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Streptococcus pneumoniae surface adhesin PfbA and its interaction with erythrocytes and hemoglobin2018

    • Author(s)
      Radhakrishnan D, Yamaguchi M, Kawabata S, Ponnuraj K.
    • Journal Title

      Int Biol Macromol

      Volume: 120 Pages: 135-143

    • DOI

      10.1016/j.ijbiomac.2018.08.080

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Streptococcus pyogenes CAMP factor promotes calcium ion uptake in RAW264.7 cells.2018

    • Author(s)
      Kurosawa M, Oda M, Domon H, Isono T, Nakamura Y, Saitoh I, Hayasaki H, Yamaguchi M, Kawabata S, Terao Y.
    • Journal Title

      Microbiol Immuno

      Volume: 62 Pages: 617-623

    • DOI

      10.1111/1348-0421.12647

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Competence-induced protein Ccs4 facilitates pneumococcal invasion into brain tissue and virulence in meningitis.2018

    • Author(s)
      Hirose Y, Yamaguchi M, Goto K, Sumitomo T, Nakata M, Kawabata S.
    • Journal Title

      Virulence

      Volume: 9 Pages: 1576-1587

    • DOI

      10.1080/21505594.2018.1526530

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparison of trophic factors secreted from human adipose-derived stromal vascular fraction with those from adipose-derived stromal/stem cells in the same individuals.2018

    • Author(s)
      Hirose Y, Funahashi Y, Matsukawa Y, Majima T, Yamaguchi M, Kawabata S, Gotoh M, Yamamoto T.
    • Journal Title

      Cytotherapy

      Volume: 20 Pages: 589-591

    • DOI

      10.1016/j.jcyt.2018.02.001

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Neutrophil elastase subverts the immune response by cleaving Toll-like receptors and cytokines in pneumococcal pneumonia.2018

    • Author(s)
      Domon H, Nagai K, Maekawa T, Oda M, Yonezawa D, Takeda W, Hiyoshi T, Tamura H, Yamaguchi M, Kawabata S, Terao Y.
    • Journal Title

      Front Immunol

      Volume: 9 Pages: 732

    • DOI

      10.3389/fimmu.2018.00732

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Streptococcus sanguinis noncoding cia-Dependent Small RNAs negatively regulate expression of type IV pilus retraction ATPase PilT and biofilm formation2018

    • Author(s)
      Ota C, Morisaki H, Nakata M, Arimoto T, Fukamachi H, Kataoka H, Masuda Y, Suzuki N, Miyazaki T, Okahashi N, Kuwata H.
    • Journal Title

      Infect Immun

      Volume: 86 Pages: e00894-17

    • DOI

      10.1128/IAI.00894-17

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Pneumococcal DNA-binding proteins released through autolysis induce the production of proinflammatory cytokines via toll-like receptor 4.2018

    • Author(s)
      Nagai K, Domon H, Maekawa T, Oda M, Hiyoshi T, Tamura H, Yonezawa D, Arai Y, Yokoji M, Tabeta K, Habuka R, Saitoh A, Yamaguchi M, Kawabata S, Terao Y.
    • Journal Title

      Cell Immunol

      Volume: 325 Pages: 14-22

    • DOI

      10.1016/j.cellimm.2018.01.006

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 病原レンサ球菌の感染過程における莢膜糖鎖と糖鎖分解酵素の役割2018

    • Author(s)
      山口雅也, 川端重忠
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 90 Pages: 80-83

  • [Journal Article] Streptococcus pyogenes CAMP factor promotes bacterial adhesion and invasion in pharyngeal epithelial cells without serum via PI3K/Akt signaling pathway.2018

    • Author(s)
      Kurosawa M, Oda M, Domon H, Isono T, Nakamura Y, Saitoh I, Hayasaki H, Yamaguchi M, Kawabata S, Terao Y.
    • Journal Title

      Microb Infect

      Volume: 20 Pages: 9-18

    • DOI

      10.1016/j.micinf.2017.09.007

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Composition of salivary microbiota in elderly subjects2018

    • Author(s)
      Ogawa T, Hirose Y, Honda-Ogawa M, Sugimoto M, Sasaki S, Kibi M, Kawabata S, Ikebe K, Maeda Y.
    • Journal Title

      Sci Rep

      Volume: 8 Pages: 414

    • DOI

      10.1038/s41598-017-18677-0

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Oral biofilms from symbiotic to pathogenic interactions and associated disease-Connection of Periodontitis and Rheumatic arthritis by peptidylarginine deiminase.2018

    • Author(s)
      Kriebel K, Hieke C, Muller-Hilke B, Nakata M, Kreikemeyer B.
    • Journal Title

      Front Microbiol

      Volume: 9 Pages: 53

    • DOI

      10.3389/fmicb.2018.00053

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Streptococcal cysteine protease-mediated cleavage of desmogleins is involved in the pathogenesis of cutaneous infection.2018

    • Author(s)
      Sumitomo T, Mori Y, Nakamura Y, Honda-Ogawa M, Nakagawa S, Yamaguchi M, Matsue H, Terao Y, Nakata M, Kawabata S.
    • Journal Title

      Front Cell Infect Microbiol

      Volume: 8 Pages: 10

    • DOI

      10.3389/fcimb.2018.00010

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] S-PRGセメントによる第三象牙質形成機序の解明2019

    • Author(s)
      岡本基岐, 小道俊吾, 渡邉昌克, 黄海玲, 伊藤勇紀, 三浦治郎, 広瀬雄二郎, 水平学, 高橋雄介, 川端重忠, 今里聡, 林美加子
    • Organizer
      第18回日本再生医療学会総会
  • [Presentation] Streptococcus pneumoniaeのコリン結合タンパク質群の系統関係と種内における選択圧の解析2018

    • Author(s)
      山口雅也,後藤花奈,広瀬雄二郎,竹村萌,住友倫子,中田匡宣,川端重忠
    • Organizer
      第6回 口腔微生物研究会
  • [Presentation] 肺炎球菌性の重症化メカニズム解析 -新規肺炎制御法への展開-2018

    • Author(s)
      土門久哲,永井康介,前川知樹,山口雅也,川端重忠,寺尾 豊
    • Organizer
      第6回 口腔微生物研究会
  • [Presentation] ミティス群レンサ球菌が産生する過酸化水素はマスト細胞の細胞死を誘導し,脱顆粒を抑制する2018

    • Author(s)
      岡橋暢夫, 中田匡宣, 広瀬雄二郎, 桑田啓貴, 川端重忠
    • Organizer
      第60回歯科基礎医学会学術大会
  • [Presentation] 化膿レンサ球菌におけるヒアルロン酸分解酵素の分子系統解析およびタンパク質構造解析2018

    • Author(s)
      東孝太郎, 武部克己, 山口雅也, 住友倫子, 中田匡宣, 鈴木守, 川端重忠
    • Organizer
      第60回歯科基礎医学会学術大会
  • [Presentation] 分子進化解析に基づく肺炎球菌のコリン結合タンパク質群の選択圧の評価2018

    • Author(s)
      山口 雅也, 後藤 花奈, 広瀬 雄二郎, 竹村 萌, 住友 倫子, 中田 匡宣, 川端 重忠
    • Organizer
      第60回歯科基礎医学会学術大会
  • [Presentation] 化膿レンサ球菌のアルギニンデイミナーゼArcAは低グルコース環境下で病原因子の発現に寄与する2018

    • Author(s)
      広瀬雄二郎, 山口雅也, 毛利泰士, 後藤花奈, 住友倫子, 中田匡宣, 川端重忠
    • Organizer
      第60回歯科基礎医学会学術大会
  • [Presentation] Streptococcus pneumoniaeのCbpJは肺炎において好中球からの殺菌回避に寄与する2018

    • Author(s)
      後藤花奈, 山口雅也, 広瀬雄二郎, 住友倫子, 中田匡宣, 川端重忠
    • Organizer
      第50回レンサ球菌研究会
  • [Presentation] 肺炎球菌のジンクメタロプロテアーゼZmpCが髄膜炎発症に果たす役割の解明2018

    • Author(s)
      山口雅也,中田匡宣,住友倫子,川端重忠
    • Organizer
      第38回近畿腸管微生物研究会
  • [Presentation] 肺炎球菌はPfbAを介して好中球による殺菌を回避する2018

    • Author(s)
      山口雅也, 広瀬雄二郎, 後藤花奈, 住友倫子, 川端重忠
    • Organizer
      第92回日本感染症学会総会
  • [Presentation] 肺炎球菌のコリン結合タンパク質CbpJは好中球による殺菌の回避に働く2018

    • Author(s)
      後藤花奈, 山口雅也, 川端重忠, 仲野和彦
    • Organizer
      第56回小児歯科学会
  • [Presentation] 肺炎球菌のβ-へリックス構造タンパク質PfbAを介した貪食回避機構の解析 (Role of pneumococcal β-helix protein PfbA in the evasion of phagocytosis)2018

    • Author(s)
      山口雅也, 広瀬雄二郎, 後藤花奈, 竹村萌, 住友倫子, 中田匡宣, 川端重忠
    • Organizer
      第91回日本細菌学会総会
  • [Presentation] 肺炎球菌のコリン結合タンパク質CbpJおよびCbpLの肺炎発症における役割の解析2018

    • Author(s)
      後藤花奈,山口雅也,広瀬雄二郎,住友倫子,中田匡宣, 川端重忠
    • Organizer
      第91回日本細菌学会総会
  • [Presentation] Streptococcus pyogenesが産生するArcAは皮膚病変形成に寄与する2018

    • Author(s)
      広瀬雄二郎,山口雅也,毛利泰士,後藤花奈,住友倫子,中田匡宣,川端重忠
    • Organizer
      第91回日本細菌学会総会
  • [Presentation] Streptococcus pyogenes translocates across epithelial barrier via intercellular junction degradation2018

    • Author(s)
      Sumitomo T
    • Organizer
      The 14th Japan-Korea International Symposium on Microbiology 2018
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 大阪大学大学院歯学研究科口腔細菌学教室ホームページ

    • URL

      https://web.dent.osaka-u.ac.jp/mcrbio/index.html

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Published: 2019-12-27  

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