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Molecular evolution of hemolysins involved in oral streptococcal pathogenicity

Research Project

Project/Area Number 18K09552
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 57020:Oral pathobiological science-related
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

NAGAMUNE Hideaki  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 教授 (40189163)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田端 厚之  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 講師 (10432767)
友安 俊文  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 准教授 (20323404)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords口腔連鎖球菌 / 溶血毒素 / 病原性 / 分子進化 / 細胞付着因子 / 細胞接着因子
Outline of Final Research Achievements

Analysis on the gene distribution of hemolysin (HL) and its related molecules in four groups of oral streptococci revealed that streptolysin S-related toxin (SLS) and cholesterol-dependent cytolysin family (CDC) were distributed in only anginosus group streptococci (AGS) and in two groups of AGS and mitis group streptococci (MGS), respectively. It was also revealed that CDC particularly showed significant structural diversity in MGS and evolved into hybrid molecules, such as ExD-CDC showing both hemolytic activity and facilitating activity of adhesion between host cells and a cell-adhesion factor with lipase activity, mitilectin (MLC). Furthermore, the coexistence of MLC and CDC including ExD-CDC was frequently found in MGS species. Therefore, it was suggested that these evolved HL molecules collaboratively increase the pathgenicity of MGS strains possessing both MLC and CDC such as ExD-CDC.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年の分類学や菌種同定技術の発達により,従来は弱毒菌とされてきた口腔連鎖球菌の菌種の中にも,ヒトに種々の感染症を起こす菌株群が頻見されることが分かってきている。しかしなぜ,同菌種の弱毒性株と病原性が異なるかについては,詳細な解析がほとんど進んでいなかった。今回,多くの病原菌の主要病原因子と認識されているHLに着目し,その分布や機能的分子進化の観点から解析を進め,HL分子種の獲得・重複・機能的多様化が起こることで口腔連鎖球菌が病原性化する方向に進化することを見いだしたことが本研究の大きな学術的意義である。またその知見はこれら菌群による感染症の臨床治療にも有用な情報となるため,社会的意義も大きい。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (18 results)

  • [Journal Article] Complete Genome Sequence of Streptococcus mitis Strain Nm-65, Isolated from a Patient with Kawasaki Disease2021

    • Author(s)
      Tabata Atsushi、Ohkuni Hisashi、Itoh Yasuhiko、Fukunaga Yoshitaka、Tomoyasu Toshifumi、Nagamune Hideaki
    • Journal Title

      Microbiology Resource Announcements

      Volume: 10 Issue: 1

    • DOI

      10.1128/mra.01239-20

    • NAID

      120007174429

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Molecular characteristics of an adhesion molecule containing cholesterol‐dependent cytolysin‐motif produced by mitis group streptococci2021

    • Author(s)
      Matsumoto Airi、Tabata Atsushi、Ohkura Kazuto、Oda Hiroki、Kodama Chihiro、Ohkuni Hisashi、Takao Ayuko、Kikuchi Ken、Tomoyasu Toshifumi、Nagamune Hideaki
    • Journal Title

      Microbiology and Immunology

      Volume: 65 Issue: 2 Pages: 61-75

    • DOI

      10.1111/1348-0421.12868

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cytotoxic property of Streptococcus mitis strain producing two different types of cholesterol-dependent cytolysins2020

    • Author(s)
      Tabata Atsushi、Ohkuni Hisashi、Hino Haruka、Saigo Takuya、Kodama Chihiro、Tang Qing、Tomoyasu Toshifumi、Fukunaga Yoshitaka、Itoh Yasuhiko、Nagamune Hideaki
    • Journal Title

      Infection, Genetics and Evolution

      Volume: 85 Pages: 104483-104483

    • DOI

      10.1016/j.meegid.2020.104483

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] β-Hemolytic Streptococcus anginosus subsp. anginosus causes streptolysin S-dependent cytotoxicity to human cell culture lines in vitro2019

    • Author(s)
      Atsushi Tabata, Takuya Yamada, Hiromi Ohtani, Kazuto Ohkura, Toshifumi Tomoyasu, Hideaki Nagamune
    • Journal Title

      Journal of Oral Microbiology

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 1609839-1609839

    • DOI

      10.1080/20002297.2019.1609839

    • NAID

      120006711364

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  • [Journal Article] Change in membrane potential induced by streptolysin O, a pore‐forming toxin: flow cytometric analysis using a voltage‐sensitive fluorescent probe and rat thymic lymphocytes2019

    • Author(s)
      Miho Kobayashi, Madoka Nishimura, Mina Kawamura, Norio Kamemura, Hideaki Nagamune, Atsushi Tabata
    • Journal Title

      Microbiology and Immunology

      Volume: 64 Issue: 1 Pages: 10-22

    • DOI

      10.1111/1348-0421.12748

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      2019 Research-status Report
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  • [Presentation] ゲノム情報から紐解くStreptococcus mitis Nm-65株の潜在的病原性2021

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      田端厚之,大國寿士,友安俊文,長宗秀明
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      白井里菜,田端厚之,友安俊文,長宗秀明
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      第94回日本細菌学会総会
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  • [Presentation] ミチス群レンサ球菌が産生するコレステロール依存性細胞溶解毒素モチーフを持つ細胞接着分子の特性2021

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      松本愛理,田端厚之,大倉一人,児玉千紘,大國寿士,高尾亞由子,菊池賢,友安俊文,長宗秀明
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      第94回日本細菌学会総会
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  • [Presentation] S. infantisが産生するコレステロール依存性細胞溶解毒素 infantilysinの特性解析2020

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      児玉千紘,田端厚之,友安俊文,髙尾亞由子,前田伸子,長宗秀明
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  • [Presentation] ミチス群レンサ球菌が産生する コレステロール依存性細胞溶解毒素様の細胞接着分子2020

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      松本愛理,田端厚之,高尾亞由子,菊池賢,友安俊文,前田伸子,長宗秀明
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      第93回日本細菌学会総会
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  • [Presentation] Streptococcus infantisが産生するinfantilysinの分子特性2019

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      児玉千紘,唐卿,田端厚之,髙尾亞由子,友安俊文,前田伸子,長宗秀明
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      第92回日本細菌学会総会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Streptococcus mitisが産生する5ドメイン型CDCに対するヒト好中球様細胞の応答反応2019

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      小林未歩,田端厚之,大國壽士,髙尾亞由子,友安俊文,前田伸子, 長宗秀明
    • Organizer
      第92回日本細菌学会総会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] S. pseudopneumoniaeが産生する コレステロール依存性細胞溶解毒素様分子の特性解析2019

    • Author(s)
      松本愛理,田端厚之,友安俊文,長宗秀明
    • Organizer
      第92回日本細菌学会総会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Streptococcus pseudopneumoniaeが産生する コレステロール依存性細胞溶解毒素様の細胞接着分子2019

    • Author(s)
      松本愛理,田端厚之,友安俊文,長宗秀明
    • Organizer
      第92回日本生化学会大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Streptococcus intermedius が分泌する病原因子の特性解析2019

    • Author(s)
      友安俊文,冨永明子,出口真里,有本江里,田端厚之,高尾亞由子,前田伸子,長宗秀明
    • Organizer
      第66回トキシンシンポジウム in 熊本
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] S. anginosus由来 Streptolysin Sホモログに対する宿主ヒト培養細胞の応答反応2018

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      山田拓矢,田端厚之,友安俊文,長宗秀明
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      第91回日本生化学会大会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 咽頭口腔レンサ球菌が産生する溶血毒素とその多様性2018

    • Author(s)
      田端厚之,松本愛理,藤本あい,児玉千紘,友安俊文,長宗秀明
    • Organizer
      第11回細菌学若手コロッセウム
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Streptococcus pseudopneumoniaeが保有するコレステロール依存性細胞溶解毒素様分子の解析2018

    • Author(s)
      松本愛理,田端厚之,友安俊文,長宗秀明
    • Organizer
      第11回細菌学若手コロッセウム
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Streptococcus mitisが産生する新規5ドメイン型コレステロール依存性細胞溶解毒素の作用特性の多様性に関する研究2018

    • Author(s)
      藤本あい,田端厚之,高尾亞由子,大國寿士,友安俊文,長宗秀明
    • Organizer
      第11回細菌学若手コロッセウム
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Streptococcus infantisが産生するInfantilysinの作用特性の解明2018

    • Author(s)
      児玉千紘,田端厚之,友安俊文,長宗秀明
    • Organizer
      第11回細菌学若手コロッセウム
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] グループ3に属するコレステロール依存性細胞溶解毒素のCD59認識性の比較2018

    • Author(s)
      冨永明子,友安俊文,日下竜馬,田端厚之,高尾亞由子,大國寿士,前田伸子,長宗秀明
    • Organizer
      第65回トキシンシンポジウム
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Streptococcus mitisが産生する新規5ドメイン型コレステロール依存性細胞溶解毒素の作用特性2018

    • Author(s)
      藤本あい,田端厚之,高尾亞由子,大國寿士,友安俊文,前田伸子,長宗秀明
    • Organizer
      第65回トキシンシンポジウム
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  • [Presentation] S. pseudopneumoniaeが保有するコレステロール依存性細胞溶解毒素様分子の解析2018

    • Author(s)
      松本愛理,田端厚之,友安俊文,長宗秀明
    • Organizer
      第65回トキシンシンポジウム
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      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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