Elucidation of the in vivo proliferation mechanism of Gram-positive pathogens through host inflammatory responses

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03489
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 49050:Bacteriology-related
• Research Institution: Asahikawa Medical College (2021-2022); Keio University (2020)
• Principal Investigator: Hara Hideki 旭川医科大学, 医学部, 教授 (30456892)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 感染症 / 炎症 / インフラマソーム

Outline of Final Research Achievements

We have reported that Gram-positive pathogens such as Listeria monocytogenes and Staphylococcus aureus activate the inflammasome to promote their proliferation within the host during infection. In this study, we found that the virulence factor LLO produced by Listeria accumulates in membrane rafts that function as signal transduction sites, promoting inflammasome response through Lyn and Syk. We identified the 223rd threonine in LLO is crucial for this activity, and replacing this amino acid results in the loss of Listerial pathogenicity. From these results, it is revealed that the inflammasome plays an important role in the pathogenesis of infections such as Listeria monocytogenes, and that it is regulated by a single amino acid within LLO.

Free Research Field

微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

インフラマソーム応答は病原菌感染で活性化されるが、非病原菌はインフラマソーム受容体に対するリガンドは発現しているにも関わらず活性化できない。インフラマソームによるこの病原菌と非病原菌の識別機構は不明であったが、本研究ではリステリアが産生する病原因子に着目することで、インフラマソームの活性化には細胞内受容体に対するリガンドだけでなく、ASCの翻訳後修飾を可能とする病原因子の存在が必須であることを突き止めた。この知見はASCの翻訳後修飾を阻害することで感染病態を改善できることを意味しており、今後、特異的な阻害剤を開発することで薬剤耐性菌の治療などに応用できる可能性を秘めいている。