2022 Fiscal Year Annual Research Report
病原性レプトスピラによる細胞間接着装置の破壊戦略の解明
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21H02732
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
Toma Claudia 琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (40325832)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | レプトスピラ / 尿細管上皮細胞 / 細胞間接着装置 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
レプトスピラ症の病原体レプトスピラは、皮膚から血流に入り、全身へと拡がる。腎障害や肺出血などを伴う重症型は、死に直結することもあるが、本菌が上皮バリアーを破壊するメカニズムは理解されていない。細胞間接着装置は、上皮細胞シートのバリアとして働き、シグナル伝達や臓器機能の維持にも重要である。細胞間接着装置は、膜タンパク質であるE-cadherinを中心分子とし、E-cadherinの細胞質側には多数の裏打ちタンパク質が存在する。また、細胞質側には細胞膜と平行に走行するアクチン束が集まっている。本研究課題では、病原性レプトスピラがどのような分子やシグナルを介して細胞間接着装置を破壊するかを明らかにし、レプトスピラの標的臓器への移行を遮断するための新たな治療法への分子基盤構築を目指す。研究代表者はこれまで、病原性レプトスピラの細胞間接着装置の破壊には、E-cadherinの細胞内輸送と細胞骨格の再編成が誘導されることを報告してきた。
令和4年度は、病原性レプトスピラは細胞間接着装置の構成分子であるp0071とp120-cateninの分解を誘導することを明らかにした。これらの2つのタンパク質は上皮細胞のE-cadherinの膜局在に重要な役割を果たす裏打ちタンパク質である。また、p120-cateninの分解はプロテオソームとリソソーム阻害剤の相乗効果で阻止され、p0071の分解はシステインプロテアーゼ阻害剤で阻止された。これらの結果は、病原性レプトスピラは宿主細胞のタンパク質分解機構を利用し、複数のタンパク質分解経路を使用することによって効率よく細胞間接着装置を破壊することを示した。
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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
プロテオーム解析で同定したタンパク質の分解機構を解明し、国際学術雑誌に投稿する論文の準備を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、p120-cateninとp0071の分解メカニズムを調べるために令和5年度は下記の研究計画を実施する：
1.レプトスピラの感染によってユビキチン化されるタンパク質の同定：ユビキチン化されるタンパク質を同定するために、プロテアソーム阻害剤(MG132, Bortezomib)で尿細管上皮細胞を前処理し、病原性レプトスピラで感染を行う。阻害剤の影響は継時的に、1）経上皮抵抗値の測定、2）3次元電子顕微鏡(FIB/SEM)による超微細構造変化の精査で行い、3）候補ユビキチン化タンパク質を免疫沈殿し、ウェスタンブロティングにて同定する。
2. p0071を分解するプロテアーゼの同定：これまでの結果では、p0071の分解はプロテアソームやリソソーム阻害剤で阻止されなかったため、他のタンパク質分解経路が関与していることが示唆された。先ずは、細菌感染によって活性化されると報告されているカルシウム依存性プロテアーゼ（カルパイン）の活性化状態で調べる。その他のプロテアーゼとして宿主細胞のカスパーゼやレプトスピラのプロテアーゼや毒素が考えられるので、各阻害剤でその関与を評価する。
3. 病原性レプトスピラが撹乱するSmall GTPaseシグナル伝達経路の解明：これまでの結果では、Small GTPaseであるRac1シグナルがレプトスピラの感染によって撹乱していることが示唆された。令和5年度はさらに、詳細に解析を行いレプトスピラの因子がRac1の修飾をし、細胞間接着装置の強度が低下するために破壊が誘導されているのかを明らかにする。
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