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2020 Fiscal Year Research-status Report

マクロファージ細胞死に誘導されるサルモネラ腸炎発症機構の解析

Research Project

Project/Area Number 18K07119
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

岡田 信彦  北里大学, 薬学部, 教授 (80194364)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Keywordsサルモネラ / マクロファージ / 細胞死
Outline of Annual Research Achievements

サルモネラは食中毒の原因菌として知られており、本菌に汚染された食品や飲料水を摂取することで胃腸炎や敗血症を引き起こす。このようなサルモネラの病原性には独立した2つのIII型分泌機構(T3SS)-1および2が重要な役割を果たし、菌体から宿主細胞に直接打ち込まれた後、細胞内のタンパク質を相互作用を示すIII型エフェクターがその病原性を規定する。本研究はサルモネラの増殖の場であるマクロファージに注目し、III型エフェクターによる細胞死誘導機構を解明することで、サルモネラ腸炎発症機構との関連を明らかにする。
これまでにS. Typhimuriumのマクロファージに対する細胞傷害性に関わる5つのエフェクターを同定し、これらエフェクターをコードする遺伝子の全てを欠失した株を腸炎モデルマウスに感染しても腸炎が認められないことを明らかとした(Matsuda et al. 2019 IAI)。また、S. Typhimuriumを感染した腸炎モデルマウスの盲腸の遺伝子発現プロファイル(未発表データ)から炎症性細胞死の責任遺伝子(A-C)を抽出した。これらの遺伝子をCRISPR/Cas9法によりノックアウトした RAW細胞を用いてLDH assayを行った結果、T3SS-1欠損株を感染させたRAW細胞と比較して遺伝子Aノックアウト細胞では細胞傷害性に有意差は認められなかったが、遺伝子 Bノックアウト細胞または遺伝子Cノックアウト細胞において細胞傷害性が有意に減少していた。このことから、S. Typhimuriumによるマクロファージに対する細胞死では、遺伝子Bおよび遺伝子Cが関与することが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本年度はS. TyphimuriumのT3SS-2依存的細胞死に関わる宿主因子BまたはCがT3SS-2依存的腸炎に関与するか否かを明らかにするため、宿主因子BまたはCの遺伝子欠損マウスを用いた機能解析を行う予定であった。しかしながら、COVID-19パンデミックの影響により、これら遺伝子欠損マウスを入手することが困難となり、実験を中断した。

Strategy for Future Research Activity

宿主因子BまたはCの遺伝子欠損マウスの新たな入手先を再検討するとともに、入手できないことも想定し、実験計画を一部変更した。
本研究ではこれまでに、マウスマクロファージ様細胞RAW264.7に細胞死を誘導しないT3SS-2エフェクター欠損株では、腸炎モデルマウスの感染において腸炎が誘導されないことを明らかにした。しかしながら、感染のどの過程においてマクロファージの細胞死が誘導されているのか、S. Typhimuriumのin vivoにおけるマクロファージ細胞死と腸炎誘導の関係は不明である。
そこで本年度は、感染マウスの臓器および組織から細胞を抽出し、FACSによりどの臓器または組織においてマクロファージが細胞死を起こしているのか明らかにする。

Causes of Carryover

COVID-19パンデミックの影響により、遺伝子欠損マウスを用いた感染実験を中断した。本年度は中断した実験を行う予定ではあるが、遺伝子欠損マウスを入手できないことも考慮し、新たな実験を計画した。助成金は主にマウスの購入、維持、管理に使用するが、その他、FACSに必要な酵素や抗体を購入する。

  • Research Products

    (9 results)

All 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] A Salmonella type III effector, PipA, works in a different manner than the PipA family effectors GogA and GtgA2021

    • Author(s)
      Takemura Momo、Haneda Takeshi、Idei Hikari、Miki Tsuyoshi、Okada Nobuhiko
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 16 Pages: e0248975

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0248975

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Peptidoglycan Amidase Activator Impacts Salmonella enterica Serovar Typhimurium Gut Infection2020

    • Author(s)
      Nakamura Nao、Hoshino Yusuke、Shiga Takuro、Haneda Takeshi、Okada Nobuhiko、Miki Tsuyoshi
    • Journal Title

      Infection and Immunity

      Volume: 88 Pages: e00187-20

    • DOI

      10.1128/IAI.00187-20

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Extracellular Vesicles Produced by Bifidobacterium longum Export Mucin-Binding Proteins2020

    • Author(s)
      Nishiyama Keita、Takaki Takashi、Sugiyama Makoto、Fukuda Itsuko、Aiso Maho、Mukai Takao、Odamaki Toshitaka、Xiao Jin-zhong、Osawa Ro、Okada Nobuhiko
    • Journal Title

      Applied and Environmental Microbiology

      Volume: 86 Pages: e01464-20

    • DOI

      10.1128/AEM.01464-20

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 腸内細菌と宿主との相互作用にかかわる分子機構2020

    • Author(s)
      西山啓太 岡田信彦
    • Journal Title

      生物と化学

      Volume: 58 Pages: 614-620

  • [Presentation] 乳酸桿菌Lactobacillus casei ATCC27139の胆汁酸耐性メカニズムの解明2021

    • Author(s)
      伊藤雅洋、岡田信彦
    • Organizer
      第94回日本細菌学会総会
  • [Presentation] 志賀毒素変換ファージにコードされる低分子RNAの機能解析2021

    • Author(s)
      須藤直樹、佐々木万里香、今福拓也、伊豫田淳、岡田信彦
    • Organizer
      第94回日本細菌学会総会
  • [Presentation] 膣常在乳酸桿菌Lactobacillus inersが膣粘膜バリア機構に与える影響の解析2021

    • Author(s)
      嶋田真帆、加藤真友子、佐藤史歩、石井美妃、兒玉侑樹、伊藤雅洋、Adam J. Ratner、岡田信彦、Melissa M. Herbst-Kralovetz
    • Organizer
      第94回日本細菌学会総会
  • [Book] 標準微生物学 第14版2021

    • Author(s)
      岡田信彦(分担執筆)
    • Total Pages
      690
    • Publisher
      医学書院
  • [Book] 腸内細菌叢の基礎知識と研究開発における留意点2020

    • Author(s)
      岡田信彦(分担)
    • Total Pages
      200
    • Publisher
      情報機構

URL: 

Published: 2021-12-27  

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