イプシロン毒素の標的脂質ラフトにおけるアセンブリーとシグナル伝達の解析

Research Project

Project/Area Number	16790256
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Bacteriology (including Mycology)
Research Institution	Kagawa University
Principal Investigator	宮田茂香川大学, 医学部, 助手 (90314913)
Project Period (FY)	2004 – 2005
Project Status	Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help	¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000) Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000) Fiscal Year 2004: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Keywords	Clostridium perfringens / ε毒素 / 脂質ラフト / ガングリオシド / MDCK細胞 / 細胞毒性 / シアリダーゼ / シアル酸
Research Abstract	ウェルシュ菌のε毒素は、家畜の腸性毒素血症の原因毒素であり、致死活性・細胞毒性を有するpore-forming toxinである。我々は、以前、ε毒素が細胞膜の脂質ラフトに結合し、ラフト内で7量体からなる膜孔を形成することを明らかにした。脂質ラフトはコレステロールやスフィンゴ脂質からなる膜ドメインであり、本毒素の濃縮及び7量体形成のデバイスであると考えられた。methyl-β-cyclodextrinによるコレステロールの除去は、ε毒素の7量体形成や細胞毒性を低下させたことから、他のラフト構成脂質であるスフィンゴ脂質がMDCK細胞の毒素感受性に与える影響について検討した。 fumonisin B1により細胞のスフィンゴ脂質量を減少させたところ、コレステロール除去の場合と逆に毒素感受性が亢進した。スフィンゴミエリンとスフィンゴ糖脂質の合成阻害剤を用いて調べた結果、この毒素感受性の亢進はスフィンゴ糖脂質の減少によるものであることが示唆された。反対に、MDCK細胞に外部からガングリオシドG_<M1>を取り込ませた場合、ε毒素の結合・7量体形成・細胞毒性が顕著に低下した。他方、MDCK細胞の培養時間の延長にともなって、ガングリオシドG_<M3>が増加するとともに毒素感受性が低下した。一方、シアリダーゼで細胞を処理すると毒素感受性が亢進したことから、G_<M3>すなわち脂質ラフト内の膜結合性のシアル酸の増加は、ε毒素の結合を阻害し、脂質ラフト内の毒素濃度を低下させ、それが7量体形成効率の低下、ひいては細胞毒性の低下を引き起こしていると考えられた。また、シアリダーゼによる毒素感受性の亢進には、正の協調作用が認められたことから、ε毒素のターゲティングが、シアリダーゼによりサポートされている可能性も示唆された。