過酸化水素から見えてくる口腔レンサ球菌の隠れた病原性

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26463112
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 岡橋 暢夫 大阪大学, 歯学研究科(研究院), 准教授 (40150180)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中田 匡宣 大阪大学, 歯学研究科(研究院), 准教授 (90444497)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 口腔レンサ球菌 / マクロファージ / 細胞死 / 過酸化水素

Outline of Annual Research Achievements

本申請研究は、ミテイス群口腔レンサ球菌感染によるマクロファージの細胞死には,菌が産生する過酸化水素が関与しているという意外な発見から始まっている。予備実験の結果を踏まえ、まず、初年度は、マクロファージ以外の細胞でも細胞死が誘導されるのかどうかを調べた。その結果、上皮細胞でも、ミテイス群口腔レンサ球菌の感染によって細胞死が誘導されることが見出され、この菌が様々な細胞に対して細胞死を誘導することが明らかになった。次に、 ミテイス群口腔レンサ球菌の代表菌種として S. oralis を選び、その親株から過酸化水素産生に関与する遺伝子 spxB をノックアウトした変異株 (spxB KO) を作成した。この spxB KO 変異株では マクロファージの細胞死がほとんど見られず、細胞死には菌が産生する過酸化水素が重要であることが明確になった。細胞核の蛍光染色やカスパーゼ３のウエスタンブロット解析などの結果は、この細胞死がアポトーシスとは異なるものであることを示唆していた。さらに、感染マクロファージは、IL-1b や TNF-a などの炎症性サイトカインを産生することが判明した。加熱死菌では、これらのサイトカインはほとんど産生されなかった。これらの結果は、ミテイス群口腔レンサ球菌が産生する過酸化水素によるマクロファージの細胞死は、炎症応答を伴うユニークな細胞死であることを強く示唆している。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度は、口腔レンサ球菌が産生する過酸化水素が、マクロファージだけでなく上皮細胞でも細胞死を誘導することを新たに見い出すことができた。また、マクロファージの細胞死が、従来報告のないユニークな細胞死であることが明らかになった。ミテイス群口腔レンサ球菌が、菌が産生する過酸化水素の作用によって、炎症性サイトカイン産生や ATP 遊離をともなう細胞死を誘導することは、このレンサ球菌の病原性を考える上で極めて重要な知見である。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、S. oralis 親株、 spxB KO 株、過酸化水素そのものを用いて、マクロファージ細胞においてどのような炎症応答が起こるのかを解析する予定である。 IL-1b 産生や ATP の遊離はインフラマソームの関与を疑わせる材料であり、まずはインフラマソームの活性化を調べる必要があると考えている。

Causes of Carryover

残額は約２万円と少額であり、無理に年度内に支出する必要はないと判断した。

Expenditure Plan for Carryover Budget

一般試薬の購入に充てる予定である。

Research Products

• [Journal Article] Hydrogen peroxide contributes to the epithelial cell death induced by the oral mitis group of streptococci (2014)
  • Author(s): Okahashi N, Sumtomo T, Nakata M, Sakurai A, Kuwata H, Kawabata S
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 9(1) Pages: e88136
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0088136
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Cell wall-anchored nuclease of Streptococcus sanguinis contributes to escape from neutrophil extracellular trap-mediated bacteriocidal activity (2014)
  • Author(s): Morita C, Sumioka R, Nakata M, Okahashi N, Wada S, Yamashiro T, Hayashi M, Hamada S, Sumitomo T, Kawabata S
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 9(8) Pages: e103125
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0103125
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Enzymatically active extracellular hyaluronidase (HylA) of group A Streptococcus promotes intracellular survival and virulence. (2014)
  • Author(s): Yamaguchi M, Yamaguchi Y, Nakata M, Henningham A, Olson J, Dahesh S, Cole J, Kawabata S, Varki A, Nizet V.
  • Organizer: SFG and JSCR 2014 Joint Annual Meeting
  • Place of Presentation: Honolulu, HI, USA
  • Year and Date: 2014-11-16 – 2014-11-19
• [Presentation] Role of Streptococcus sanguinis cell wall-anchored nuclease. (2014)
  • Author(s): Morita C, Nakata M, Sumioka R, Okahashi N, Hamada S, Sumitomo T, Kawabata S
  • Organizer: XIX Lancefield International Symposium on Streptococci and Streptococal Disease.
  • Place of Presentation: Buenos Aires, Argentina
  • Year and Date: 2014-11-09 – 2014-11-12
• [Presentation] 口腔レンサ球菌２型線毛の分布とその機能 (2014)
  • Author(s): 岡橋暢夫、中田匡宣、川端重忠
  • Organizer: 第５６回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 福岡市
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] Streptococcus sanguinis の細胞壁架橋型ヌクレアーゼの酵素活性 (2014)
  • Author(s): 森田知里、住岡龍一、中田匡宣、和田聖史、岡橋暢夫、住友倫子、山口雅也、浜田茂幸、川端重忠
  • Organizer: 第５６回歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 福岡市
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Remarks] 大阪大学歯学研究科口腔科学フロンテイアセンター
  • URL: http://web.dent.osaka-u.ac.jp/~cfos/index.html