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宿主細胞セラミドからクラミジアスフィンゴミエリンに至るフローの明瞭化と機能解析

Research Project

Project/Area Number 18K06649
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
Research InstitutionNational Institute of Infectious Diseases

Principal Investigator

熊谷 圭悟  国立感染症研究所, 細胞化学部, 主任研究官 (40443105)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywordsクラミジアトラコマティス / CERT / セラミド / スフィンゴミエリン / スフィンゴミエリン合成酵素 / 封入体 / 細胞内寄生細菌 / 阻害剤 / クラミジア
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、クラミジア感染時に宿主細胞のセラミドが菌体上のスフィンゴミエリンへと至る具体的な流れを明らかにすると共に、その流れがクラミジア感染にどのような意義を有するのか探ることを目的としている。一昨年までに、CERT欠損細胞にクラミジアが感染した際に封入体が損傷することを見出しており、封入体を維持したまま菌体成分の滲出によって細胞死が誘導される可能性については検証不要との判断を下した。封入体の損傷は宿主細胞のタンパク質に依存していると考えられる結果を得ており、損傷の原因については宿主細胞と菌の両方から解析を進める必要があると考えている。一方、CERT阻害剤の派生化合物を用いた解析が興味深い進展を見せており、本年度は当該化合物を用いた解析を中心に研究を進めた。当該化合物はCERTに対する阻害活性がないにも関わらず、クラミジアの増殖を強く抑制した。封入体の形成数だけでなく、感染性粒子の再生産も抑制されていた。クラミジアは感染末期において、増殖用の形態である網様体から感染用の形態である基本小体に分化するが、電子顕微鏡を用いて観察すると、この化合物で処理することによって網様体から基本小体への分化が阻害もしくは遅延していることが判明した。また、この化合物はクラミジア感染に依存したスフィンゴ脂質代謝に影響を与えることが明らかとなった。現在、論文準備中のため詳細について記述することはできないが、当該化合物による抗クラミジア活性はクラミジアのスフィンゴ脂質代謝への影響が作用機序の一つではないか考えられる結果を得ており、鋭意研究を進めている。この化合物はセラミドのフローとその意義を探る上で非常に良いツールとなることが期待される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2021年度は新型コロナ感染症に関連する行政対応が著しく増大し、研究を推進するための時間を確保することが2020年度よりも更に難しい状況となった。限られた時間と労力の中で研究成果をまとめていくために、見通しのきかないCERT欠損細胞における封入体損傷メカニズムについては延期することとした。抗クラミジア活性を有するCERT阻害剤派生化合物に関する研究は、論文として発表するために必要な詳細な結果が揃いつつある。総合的にみて進捗状況はやや遅れていると判断される。

Strategy for Future Research Activity

抗クラミジア活性を有するCERT阻害剤の派生化合物に関する研究はすでに終盤に入っていると考えており、今後は論文投稿に向けた活動が中心となる。
一方、CERT欠損細胞にクラミジアを感染させた時の封入体膜の損傷メカニズムについては、現象論的には部分的に解明されたものの、分子的な観点からは全く予測ができていない状況にある。今後は、CERT欠損細胞とCERT阻害剤の派生化合物で処理した細胞との間で封入体の挙動に違いがあるか否かを検討するとともに、各種阻害剤、siRNA、遺伝子破壊などの手法を用いて、分子的なメカニズムについて考察できるようなデータを得ることを目指す。

Report

(4 results)
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report

Research Products

(16 results)

All 2022 2020 2019 2018

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Natural Ligand-Mimetic and Nonmimetic Inhibitors of the Ceramide Transport Protein CERT2022

    • Author(s)
      Kentaro Hanada, Shota Sakai, Keigo Kumagai
    • Journal Title

      Internal Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 4 Pages: 2098-2098

    • DOI

      10.3390/ijms23042098

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure, functions and regulation of CERT, a lipid‐transfer protein for the delivery of ceramide at the ER?Golgi membrane contact sites2019

    • Author(s)
      Kumagai Keigo、Hanada Kentaro
    • Journal Title

      FEBS Letters

      Volume: 593 Issue: 17 Pages: 2366-2377

    • DOI

      10.1002/1873-3468.13511

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chlamydia trachomatis‐infected human cells convert ceramide to sphingomyelin without sphingomyelin synthases 1 and 22019

    • Author(s)
      Tachida Yuriko、Kumagai Keigo、Sakai Shota、Ando Shuji、Yamaji Toshiyuki、Hanada Kentaro
    • Journal Title

      FEBS Letters

      Volume: 594 Issue: 3 Pages: 519-529

    • DOI

      10.1002/1873-3468.13632

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Both the N- and C- terminal regions of the Chlamydial inclusion protein D (IncD) are required for interaction with the pleckstrin homology domain of the ceramide transport protein CERT2018

    • Author(s)
      Kumagai Keigo、Elwell Cherilyn A.、Ando Shuji、Engel Joanne N.、Hanada Kentaro
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 505 Issue: 4 Pages: 1070-1076

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.09.168

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Phosphoinositide binding by the PH domain in ceramide transfer protein (CERT) is inhibited by hyperphosphorylation of an adjacent serine-repeat motif2018

    • Author(s)
      Sugiki Toshihiko、Egawa Daichi、Kumagai Keigo、Kojima Chojiro、Fujiwara Toshimichi、Takeuchi Koh、Shimada Ichio、Hanada Kentaro、Takahashi Hideo
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 293 Issue: 28 Pages: 11206-11217

    • DOI

      10.1074/jbc.ra118.002465

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 宿主細胞からクラミジア・トラコマティスへのセラミドフローを担う分子機構2022

    • Author(s)
      熊谷圭悟、杉木俊彦、児嶋長次郎、花田賢太郎
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 偏性細胞内寄生細菌クラミジア・トラコマティスによる宿主セラミドの獲得機構2020

    • Author(s)
      熊谷圭悟
    • Organizer
      第93回日本生化学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] CERT阻害剤HPA-12の立体異性体が示す抗クラミジア活性とその作用機序2020

    • Author(s)
      熊谷圭悟
    • Organizer
      第13回セラミド研究会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Chlamydia trachomatis requires host ceramide-transport protein CERT but not sphingomyelin synthases for the infection and proliferation in HeLa cells.2019

    • Author(s)
      Keigo Kumagai, Yuriko Tachida, Shota Sakai, Toshiyuki Yamaji, Kentaro Hanada
    • Organizer
      60th ICBL
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structural basis for the specific association between the Chlamydia trachomatis inclusion membrane protein IncD and the PH domain of the ceramide transport protein CERT.2019

    • Author(s)
      Toshihiko Sugiki, Keigo Kumagai, Shoko Shinya, Naohiro Kobayashi, Daichi Egawa, Toshimichi Fujiwara, Kentaro Hanada, Chojiro Kojima
    • Organizer
      60th ICBL
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] セラミド輸送タンパク質CERTと細胞内寄生細菌クラミジア封入体膜タンパク質IncDとの会合機序2019

    • Author(s)
      花田賢太郎、熊谷圭悟、杉木俊彦、新家粧子、小林直宏、江川大地、藤原敏道、児嶋長次郎
    • Organizer
      第61回日本脂質生化学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] クラミジアのエフェクタータンパク質IncDと宿主細胞由来のセラミド輸送タンパク質CERTのPHドメインとの結合にはIncDのN末領域とC末領域が必要である2019

    • Author(s)
      熊谷圭悟、花田賢太郎
    • Organizer
      第3回オルガネラゾーン研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] クラミジア封入体膜蛋白質IncDが脂質輸送蛋白質CERTに選択的に結合する分子機構の溶液NMR解析2019

    • Author(s)
      杉木俊彦、熊谷圭悟、新家粧子、小林直宏、藤原敏道、花田賢太郎、児嶋長次郎
    • Organizer
      第42回分子生物学会年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Chlamydia trachomatis requires host ceramide-transport protein CERT but not sphingomyelin synthases for the infection and proliferation in HeLa cells2019

    • Author(s)
      Keigo Kumagai, Yuriko Tachida, Shota Sakai, Toshiyuki Yamaji, Kentaro Hanada
    • Organizer
      9th CBRS
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 宿主細胞のスフィンゴミエリン合成酵素は Chlamydia trachomatis の細胞内寄生に必須ではない2018

    • Author(s)
      熊谷圭悟、立田由里子、酒井祥太、山地俊之、花田賢太郎
    • Organizer
      第36回クラミジア研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Book] セラミド研究の新展開2019

    • Author(s)
      熊谷 圭悟
    • Total Pages
      10
    • Publisher
      食品化学新聞社
    • ISBN
      9784916143358
    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

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