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2011 Fiscal Year Annual Research Report

カイコ感染モデルを利用した宿主―病原体相互作用の理解

Research Project

Project/Area Number 23249009
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

関水 和久  東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (90126095)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 垣内 力  東京大学, 大学院・薬学系研究科, 准教授 (60420238)
松本 靖彦  東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教 (60508141)
Keywordsカイコ / 感染症 / 黄色ブドウ球菌 / 病原性因子 / Apolipophorin / ムチン
Research Abstract

これまでに我々は、カイコを感染宿主として様々な病原性細菌が感染することを明らかにしてきた。本研究課題では、代表的な病原性細菌である黄色ブドウ球菌のカイコ感染システムの解明を通して、病原体と宿主の相互作用を統合的に理解することを目的とした。我々は、(1)カイコ感染に必要な黄色ブドウ球菌の病原性遺伝子の網羅的同定と機能解析、(2)黄色ブドウ球菌の感染に対するカイコの防御因子の同定と機能解析、(3)それらの知見に基づき宿主-病原体相互作用の分子機構の普遍性と多様性の解明を行う。
23年度において、我々は、カイコ感染に必要な遺伝子として、転写調節因子であるagr, arlRS, saeS, 接着関連因子であるsrtA, clfB, sdrCを同定した。このとき、溶血毒素の欠損株はカイコに対する感染能が低下なかった(Miyazaki S, et al 2012)。次に、我々はカイコの体液が黄色ブドウ球菌の溶血毒素産生能を阻害することを見出した。さらに我々は、黄色ブドウ球菌の溶血毒素の産生を阻害する活性を指標として、カイコの体液中の因子を精製した。N末端アミノ酸配列の決定からこの因子はApolipophorin(ApoLp)であることが判明した。ApoLpは黄色ブドウ球菌の溶血毒素をコードするhla、およびその転写を促進するsaeRSとRNAIIIの発現低下を導いた。抗ApoLp抗体を体液内に注射したカイコは黄色ブドウ球菌に対する感受性が増加した。哺乳動物の粘液成分であるムチンはApoLpのC末端領域に相同性を示す。ブタ胃由来ムチンを培地に添加すると、黄色ブドウ球菌のhlaの発現量が低下した。以上の結果は、カイコの体液タンパク質ApoLpが黄色ブドウ球菌の病原性を抑制し黄色ブドウ球菌に対する抵抗性に働くこと、並びに、その活性は哺乳動物のムチンと相同であることを示唆する(Hanada Y, et al 2012)。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本課題の目標である黄色ブドウ球菌の病原性因子群の網羅的同定と黄色ブドウ球菌の毒素産生を抑制するカイコ体液由来のApolipophorinの精製に成功した。これにより、宿主が病原体の病原性因子の発現を抑制する機構を有することが明らかとなった。申請書の23年度の課題である黄色ブドウ球菌のカイコ感染に必要な遺伝子の同定は完遂できた。また、当初、カイコの体液由来の防御因子の精製は、25年度以降にこの内容の研究を行う予定であったが、予想以上に研究が進展したので、優先させた。

Strategy for Future Research Activity

今後は、今回同定された黄色ブドウ球菌の病原性遺伝子群の発現における調節機構の解明を、当初の24年度の予定である、我々が同定した黄色ブドウ球菌の病原性因子CvfA、CvfB、CvfC、SarZ(Kaito C,et.al.,2005,Kaito C,et.al.,2006)の機能解析と合わせて行う。また、2012年のCell誌に、CvfAの枯草菌のホモログが、リボソームRNAを分解するRNaseとして働くと報告があった(Segev E,et,al.,2012)。それより前の2008年に、我々は、Journal of Biological Chemistry誌にCvfAのRNase活性が黄色ブドウ球菌の病原性に必要であることを報告していた(Nagata M,et.al.,2008)。CvfAのRNA分解機構や標的となるRNAの同定、さらにその調節機構の解明に重点をおいて解析する予定である。
また、黄色ブドウ球菌の毒素産生を抑制する因子としてカイコ体液中から同定されたApolipophorinがどのような機構で黄色ブドウ球菌の毒素産生を抑制するか明らかにする予定である。当初は、25年度に行う予定の研究であったが、24年度に行うことにする。具体的には、Apolipophorinが結合する黄色ブドウ球菌の分子の同定とその結合の影響について明らかにする。

  • Research Products

    (18 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (8 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Evaluation of Staphylococcus aureus virulence factors using a silkworm model2012

    • Author(s)
      Miyazaki, S., Matsumoto, Y., Sekimizu K., and Kaito C
    • Journal Title

      FEMS microbiology letters

      Volume: 326 Pages: 116-124

    • DOI

      10.1111/j.1574-6968.2011.02439.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantitative evaluation of cryptococcal pathogenesis and antifungal drugs using a silkworm infection model with Cryptococcus neoformans2012

    • Author(s)
      Matsumoto Y, Miyazaki S, Fukunaga DH, Shimizu K, Kawamoto S, Sekimizu K
    • Journal Title

      J Appl Microbiol.

      Volume: 112 Pages: 138-46

    • DOI

      10.1111/j.1365-2672.2011.05186.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inhibition of colony-spreading activity of Staphylococcus aureus by secretion of delta-hemolysin2012

    • Author(s)
      Omae Y, Sekimizu K, Kaito C
    • Journal Title

      J Biol Chem.

      Volume: (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Silkworm apolipophorin protein inhibits Staphylococcus aureus virulence2011

    • Author(s)
      Hanada Y, Sekimizu K, Kaito C
    • Journal Title

      J Biol Chem.

      Volume: 286 Pages: 39360-9

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Digestion of extracellular DNA is required for giant colony formation of Staphylococcus aureus2011

    • Author(s)
      Kaito C, Hirano T, Omae Y, Sekimizu K
    • Journal Title

      Microb Pathog

      Volume: 51 Pages: 142-8

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sugar-responsive gene expression and the agr system are required for colony spreading in Staphylococcus aureus2011

    • Author(s)
      Ueda T, Kaito C, Omae Y, Sekimizu K
    • Journal Title

      Microb Pathog.

      Volume: 51 Pages: 178-85

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Isolation of mammalian pathogenic bacteria using silkworms2011

    • Author(s)
      Kaito C, Usui K, Kyuma T, Sekimizu K
    • Journal Title

      Drug Discov Ther.

      Volume: 5 Pages: 66-70

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intestinal resident yeast Candida glabrata requires Cyb2p-mediated lactate assimilation to adapt in mouse intestine2011

    • Author(s)
      Ueno K, Matsumoto Y, Uno J, Sasamoto K, Sekimizu K, Kinjo Y, Chibana H
    • Journal Title

      PLoS One.

      Volume: 6 Pages: e24759

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An invertebrate hyperglycemic model for the identification of anti-diabetic drugs2011

    • Author(s)
      Matsumoto Y, Sumiya E, Sugita T, Sekimizu K
    • Journal Title

      PLoS One.

      Volume: 6 Pages: e18292

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Isdシステムを介したヘムの獲得が黄色ブドウ球菌の糖尿病宿主に対する病原性に必要である2012

    • Author(s)
      Shinya Miyazaki, Yasuhiko Matsumoto, Yohei Hayashi, Tohru Sakagami, Chikara Kaito, Keita Tatsuno, Mitsuhiro Okazaki, Shu Okugawa, Kyoji Moriya, Kazuhisa Sekimizu
    • Organizer
      第85回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      長崎
    • Year and Date
      20120327-20120329
  • [Presentation] 高血糖カイコ感染モデルを用いた糖尿病宿主に対する感染に必要な細菌の遺伝子の同定2012

    • Author(s)
      松本靖彦、宮崎真也、坂上徹、山岸徹、大西忠博、垣内力、関水和久
    • Organizer
      感染症若手フォーラム
    • Place of Presentation
      長崎
    • Year and Date
      20120202-04
  • [Presentation] Isdシステムを介したヘムの獲得が黄色ブドウ球菌の糖尿病宿主に対する病原性に必要である2012

    • Author(s)
      宮崎真也、松本靖彦、坂上徹、福永ディミトリ広、林陽平、垣内力、関水和久
    • Organizer
      感染症若手フォーラム
    • Place of Presentation
      長崎
    • Year and Date
      20120202-04
  • [Presentation] 細菌ならびに真菌の糖尿病宿主における病原性を解析するための無脊椎動物を用いた高血糖感染モデル2011

    • Author(s)
      宮崎真也、松本靖彦、林陽平、坂上徹、垣内力、龍野桂太、岡崎充宏、奥川周、森屋恭爾、関水和久
    • Organizer
      第94回日本細菌学会関東支部総会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20111021-22
  • [Presentation] 高血糖カイコの成長阻害に対するポリアミンの治療効果2011

    • Author(s)
      松本靖彦
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20110921-20110924
  • [Presentation] Structural and biochemical analysis of a virulence regulatory factor CvfB in Staphylococcus aureus2011

    • Author(s)
      Yasuhiko Matsumoto, Shinya Miyazaki, Chikara Kaito, Kazuhisa Sekimizu
    • Organizer
      IUMS 2011 Sapporo The Unlimited World of Microbes
    • Place of Presentation
      北海道
    • Year and Date
      20110906-11
  • [Presentation] Bacterial Isd system mediated heme utilization is required for Staphlococcus aureus virulence in diabetic hosts2011

    • Author(s)
      Shinya Miyazaki, Yasuhiko Matsumoto, Tohru Sakagami, Chikara Kaito, Kazuhisa Sekimizu
    • Organizer
      IUMS 2011 Sapporo The Unlimited World of Microbes
    • Place of Presentation
      北海道
    • Year and Date
      20110906-11
  • [Presentation] Polyamine inhibits growth defect in hyperglycemic silkworm2011

    • Author(s)
      Yasuhiko Matsumoto, Kyohei Higashi, Kazuei Igarashi, Kazuhisa Sekimizu
    • Organizer
      Gordon Research Conferences-Polyamines-
    • Place of Presentation
      Waterville Valley, NH, America(招待講演)
    • Year and Date
      20110619-20110624
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~bisei/

URL: 

Published: 2013-06-26  

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