2018 Fiscal Year Research-status Report
肺炎球菌とグリコサミノグリカンの相互作用が炎症応答と感染成立に果たす役割の解析
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17K11666
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
広瀬 雄二郎 大阪大学, 歯学研究科, 特任助教 (90788407)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 雅也 大阪大学, 歯学研究科, 助教 (00714536)
川端 重忠 大阪大学, 歯学研究科, 教授 (50273694)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 肺炎球菌 / Ccs4 / 髄膜炎 / 病原因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
肺炎球菌は、肺炎や中耳炎の主たる起炎菌であり、口腔・咽頭・上気道などから分離される。全身に伝播した場合、髄膜炎や敗血症などの致死性が高い疾患を引き起こす。肺炎球菌はきわめて重要な病原性の細菌であるが、菌体外分子の機能、宿主細胞との相互作用など、不明な点が残っている。昨年度の研究実績に示すように、申請者らは肺炎球菌性髄膜炎の発症に寄与する分子として形質転換誘導因子Ccs4（competence induced protein）を同定した。肺炎球菌Ccs4はグリコサミノグリカン (GAG) へ結合する以外の方法で、肺炎球菌の脳微小血管内皮細胞への付着および侵入を促進することにより、髄膜炎発症に寄与する可能性を示した。
肺炎球菌は、髄膜炎だけでなく、市中肺炎の主な原因であることが知られている。したがって、今年度は、肺胞上皮細胞への付着侵入試験、マウス肺炎モデルを用いて、肺炎球菌Ccs4が病原性に果たす役割について解析を進めた。肺炎球菌TIGR4株の野生株、ccs4遺伝子欠失株、Ccs4相補株を用いて、ヒト肺胞上皮細胞に対する付着・侵入試験を行ったところ、各株とも同程度の付着・侵入率が示された。また、マウス肺炎モデルでは、感染後のマウス生存率および感染24時間後の肺胞洗浄液における細菌数に有意差は見られなかった。
さらに、マウス髄膜炎モデルにおいて、実際に肺炎球菌Ccs4が血液脳関門の突破に寄与するかを免疫蛍光染色で評価した。感染24時間後の脳組織では、ccs4遺伝子欠失株と比較して、野生株およびCcs4相補株において、脳微小血管内皮細胞への付着および血液脳関門の突破がより多く確認された。
以上から、肺炎球菌のCcs4は脳微小血管内皮細胞特異的に付着および侵入を促進することにより、髄膜炎発症に寄与する病原因子である可能性が示された。
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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
肺炎球菌性髄膜炎の発症に寄与する分子としてCcs4を同定し、機能解析をまとめた論文が、Virulence誌に受理されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
肺炎球菌のグリコサミノグリカン (GAG) 結合タンパク質の探索を進める。ヘパリンカラムを用いたアフィニティークロマトグラフィーにて、肺炎球菌グリコサミノグリカン (GAG) 結合タンパク質の選出を行う。その後、肺炎球菌GAG結合タンパク質の遺伝子欠失株、組換え体を作製し、ヒト脳血管内皮細胞や肺胞上皮細胞を使用した付着・侵入・トランスロケーション試験、マウス感染モデルに供試することで、多角的に機能解析を行う。
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| Causes of Carryover |
Ccs4と相互作用する宿主分子がグリコサミノグリカン (GAG)ではなかったため、解析方針を修正した。最終年度に肺炎球菌グリコサミノグリカン (GAG) 結合タンパク質の選出を進めるための予算を確保したため、次年度使用額が生じた。
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[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.
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Journal Title
Front. Immunol.
Volume: 9
Pages: 732
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[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.
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Journal Title
Cell Immunol.
Volume: 325
Pages: 14-22
DOI
Peer Reviewed
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