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2022 Fiscal Year Annual Research Report

The mechanism of paroxysmal cough in pertussis

Research Project

Project/Area Number 20H03485
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

堀口 安彦  大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (00183939)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西田 隆司  大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (20845200)
平松 征洋  大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (90739210)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords百日咳 / 百日咳毒素 / Vag8 / エンドトキシン / 咳発作 / ブラジキニン / TRPV1
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、咳発作に関わる 3 種類の百日咳菌由来分子(百日咳毒素(PTx), Vag8, リポオリゴサッカライド(LOS))の既知の機能と咳反射系路との関わりを検証することでそれぞれの病原因子が関与する 咳反射応答メカニズムの素過程を見つけ出し、その結果を総合して百日咳による咳発作のメカニズの全体像に迫るという戦略を立てた。 前年度までに、百日咳菌のLOSがTLR4を介してカリクレイン・キニン系を刺激して炎症性メディエーターのブラジキニンの生成を誘導すること、Vag8はカリクレイン・キニン系の負の制御因子であるC1エステラーゼインヒビターの作用を抑制してブラジキニンの生成を亢進させること、PTxはブラジキニンが作用するブラジキニン2型受容体(B2R)のシグナルを伝達する三量体GTP結合タンパク質であるGiの経路を不活化して、下流の咳反射に関わる活動電位を発生させるイオンチャネルTRPV1 の刺激感受性を亢進させることがわかった。B2Rと共役するGTP結合タンパク質にはGiの他にGsとGqが知られている。GqとGsはTRPV1の刺激感受性を亢進させ、かつPTxの作用は受けないので、ブラジキニン刺激によりTRPV1の刺激感受性は著しく亢進すると考えられた。これらの仮説をパッチクランプ法を用いた電気生理学的手法およびTRPV1依存的カルシウム動員の生化学的検出法を用いて証明した。以上の成果をmBio 13: e03197-21, 2022において論文発表することができた。これらの成果はさらに、mBio 13: e00917-22, 2022において他の研究者による評論記事で紹介された。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Immunization with autotransporter Vag8 prevents coughing induced by <i>Bordetella pertussis</i> infection in mice2023

    • Author(s)
      Suzuki Koichiro、Hiramatsu Yukihiro、Nishida Takashi、Horiguchi Yasuhiko
    • Journal Title

      Microbiology and Immunology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1111/1348-0421.13066

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Interference of flagellar rotation up-regulates the expression of small RNA contributing to <i>Bordetella pertussis</i> infection2022

    • Author(s)
      Hiramatsu Yukihiro、Nishida Takashi、Nugraha Dendi Krisna、Osada-Oka Mayuko、Nakane Daisuke、Imada Katsumi、Horiguchi Yasuhiko
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 8 Pages: -

    • DOI

      10.1126/sciadv.ade8971

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Mechanism of Pertussis Cough Revealed by the Mouse-Coughing Model2022

    • Author(s)
      Hiramatsu Yukihiro、Suzuki Koichiro、Nishida Takashi、Onoda Naoki、Satoh Takashi、Akira Shizuo、Ikawa Masahito、Ikeda Hiroko、Kamei Junzo、Derouiche Sandra、Tominaga Makoto、Horiguchi Yasuhiko
    • Journal Title

      mBio

      Volume: 13 Pages: -

    • DOI

      10.1128/mbio.03197-21

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 細菌感染病理に関わる細菌毒素の作用機序についての研究2023

    • Author(s)
      堀口 安彦
    • Organizer
      第96回日本細菌学会総会
    • Invited
  • [Presentation] ボルデテラ属細菌の感染初期の定着に必要な病原因子の同定2023

    • Author(s)
      Ali Shymaa、西田 隆司、後藤 慎平、堀口 安彦
    • Organizer
      第96回日本細菌学会総会
  • [Presentation] 百日咳発症マウスモデルの開発ならびに新たなワクチン有効性評価系の構築2022

    • Author(s)
      鈴木 孝一朗、平松 征洋、西田 隆司、堀口 安彦
    • Organizer
      第26回日本ワクチン学会学術集会
  • [Presentation] Identification of virulence factors required for colonization of Bordetella during infection2022

    • Author(s)
      Shymaa A Saeed、Shimpei Gotoh、Takashi Nishida、Yasuhiko Horiguchi
    • Organizer
      第75回日本細菌学会関西支部総会
  • [Presentation] Identification of virulence factors that are required for colonization of Bordetella during infection2022

    • Author(s)
      Shymaa Ali Saeed、Shimpei Gotoh、Takashi Nishida、Yasuhiko Horiguchi
    • Organizer
      第16回細菌学若手コロッセウム
  • [Presentation] The mechanism of pertussis cough revealed by the mouse-coughing model2022

    • Author(s)
      Yukihiro Hiramatsu、Koichiro Suzuki、Takashi Nishida、Yasuhiko Horiguchi
    • Organizer
      13th International Bordetella Symposium
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-12-25  

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