サルモネラT3SS-2によるマクロファージ細胞死誘導機構の解明

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K07073
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 羽田 健 北里大学, 薬学部, 講師 (00348591)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: サルモネラ / T3SS-2 / 細胞死

Outline of Annual Research Achievements

サルモネラ属細菌は独立した2つのIII型分泌機構（type III secretion system: T3SS-1およびT3SS-2）を保有し、これらの分泌機構から宿主細胞内に直接分泌・注入され、宿主細胞の種々の細胞機能を錯乱するタンパク質（エフェクター）が病原性発揮において中心的な役割を担う。本研究ではT3SS-2によるマクロファージ細胞死の誘導機構を明らかにすることを試みる。
これまでにサルモネラに感染したマクロファージではT3SS-2によってCaspase-11依存的な細胞死（非典型パイロトーシス）の他、未同定の細胞死が誘導されることを明らかにした。また、Caspase-11 欠損マクロファージにおける未同定の細胞死はカテプシンB阻害剤（CA074-Me）の添加により抑制できることを見出した。しかし、カテプシン B 欠損マクロファージもCaspase-11欠損マクロファージと同様に細胞死が誘導され、この細胞死もCA074-Meにより阻害された。以上より、CA074-MeがカテプシンB以外のターゲットを阻害することで Caspase-11 非依存的細胞死を抑制することが示唆された。そこでCA074-Me添加・未添加のCaspase-11欠損マクロファージにサルモネラを感染させ、プロテオームを比較解析した。その結果、CA074-Me添加により発現量が増加したタンパク質を47種、低下したものを36種同定した。
一方で、Caspase-11欠損細胞にサルモネラの3つのエフェクターをコードする遺伝子を欠損したd3株を感染すると未同定の細胞死が見れなくなるが、特定のエフェクターの相補株のみ細胞死誘導能を回復した。このことから3つのエフェクターのうち、このエフェクターが未同定の細胞死誘導に最も重要であることが示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

プロテオーム解析によりCA074-Meによって発現が変動するタンパク質を同定できたため。

Strategy for Future Research Activity

同定したタンパク質のパスウェイ解析から予想された2つの細胞死誘導経路に注目し、阻害剤を添加した細胞や遺伝子欠損細胞にサルモネラを感染することで未同定の細胞死の誘導機構を明らかにする。また、その細胞死誘導機構に特定のエフェクターが関与するかを明らかにする。

Causes of Carryover

消耗品（1品）の納期遅れにより未使用額が生じた。当該消耗品は次年度購入する予定である。