2019 Fiscal Year Annual Research Report
Membrane vesicle-mediated infection strategy at the bacteria-host cell interface
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19H02920
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
田代 陽介 静岡大学, 工学部, 講師 (30589528)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中尾 龍馬 国立感染症研究所, 細菌第一部, 主任研究官 (10370959)
金原 和秀 静岡大学, 工学部, 教授 (30225122)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 膜小胞 / 緑膿菌 / カルジオリピン / バイオフィルム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
病原細菌が細胞外に放出する「膜小胞」は、病原因子を内包し宿主の上皮細胞に侵入して炎症を引き起こすことから、感染における重要な病原因子運搬体として知られている。実際の感染患部に着目すると、病原細菌は宿主の防御機構を回避しつつ上皮細胞に付着して膜小胞を形成する。従来の研究では、試験管等で培養された浮遊状態における細菌膜小胞の生体への影響が解析されてきた。そのため、難治性感染症の克服を目指すためには、宿主細胞上でバイオフィルムを形成し感染状態となった際に形成される「真の膜小胞」の特性の理解が重要である。本研究では、宿主細胞と細菌とのインターフェースにおける、膜小胞による生体応答機構の解明を目的とした。
これまでに研究代表者らは、緑膿菌がバイオフィルムを形成した際、リン脂質の一部であるカルジオリピンの比率が高まる事を明らかにしてきた。また、カルジオリピン等のアニオン性リン脂質が膜小胞形成部位に局在することが示された。そこで、カルジオリピンと細菌付着ならびに膜小胞形成との関連を調べるため、カルジオリピン合成に関与する候補遺伝子の単一あるいは多重欠損株を作製した。その結果、カルジオリピン非合成の取得に成功し、カルジオリピン合成に必須な遺伝子が特定された。この結果から、膜小胞を介した病原性とカルジオリピンとの関連を調べるための基盤が整った。
さらに、浮遊状態とバイオフィルム状態で形成される膜小胞がマクロファージの免疫応答に与える影響を解析した。その結果、バイオフィルム由来の膜小胞は浮遊状態に比べて10倍以上サイトカイン活性を向上させることが示された。
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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
今まで明らかにされていなかった緑膿菌のカルジオリピン合成遺伝子を特定した。また、バイオフィルム状態で形成される膜小胞によるサイトカイン活性誘発が示された。これらの結果により、本研究達成に向けておおむね順調に進んでいると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
得られた欠損株を用いて、宿主細胞-細菌インターフェースにおける膜小胞形成とカルジオリピン、宿主細胞侵入との関連を明らかにしていく予定である。
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