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口腔連鎖球菌の病原性に関与する溶血毒素の分子進化

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

長宗 秀明  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 Granted (Fiscal Year 2019)
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 / 細胞接着因子
Outline of Annual Research Achievements

口腔内のミチス群連鎖球菌群には,通常の4ドメイン型コレステロール依存性細胞溶解毒素(CDC)のN末端側に追加ドメイン(ExD)を持つ5ドメイン型CDC(5D-CDC)が分布している。さらにS. pseudopneumoniae(SPpn)には,リパーゼ様領域-2つのExD相同領域-CDC細胞結合ドメイン相同領域を持つハイブリッド型溶血毒素様蛋白質(LCDCLP)遺伝子も見いだされ,昨年度,このLCDCLPは膜孔形成毒素ではなく宿主細胞接着因子であることを明らかにした。今回,5D-CDCのExDはレクチン活性を持つ可能性が疑われたことから,LCDCLPのExDの推定活性残基をAla置換した結果,その変異体は細胞接着性を失うことが分かった。従ってLCDCLPはExDのレクチン機能で宿主細胞膜上の糖鎖受容体に結合する可能性が示唆された。またLCDCLP相同遺伝子がS. mitis(SM)株の約40%で見られたため,抗LCDCLP抗体を用いてその発現を調べた結果,株間差はあるがLCDCLPは発現していることが確認された。さらにLCDCLP遺伝子保有株はほぼ全てCDC遺伝子を保有することも分かり,LCDCLPとCDCが共同してSPpnやSMの病原性を変化させる可能性が考えられた。SMのLCDCLP保有株の中に形質転換可能な株が確認できたことから,現在LCDCLP遺伝子変異株の作成を進め,LCDCLP遺伝子の発現調節機構や病原性への帰与についても検討を進めている。またさらなる溶血毒素遺伝子の分布解析の結果,口腔連鎖球菌属近縁のGemella bergeri(GB)の敗血症性ショック患者分離株などのゲノムから,新規4ドメイン型CDC(Bergerilysin)遺伝子が見いだされた。この毒素組換え体や現在解析を並行している口腔連鎖球菌の溶血毒素の機能解析では,それらの強いヒト細胞障害性が確認された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

昨年度から解析を進めていたSPpn株由来のLCDCLPの分子特性がさらに詳細になってきたことから,LCDCLPの機能とSPpnの細胞定着性の関係を確認するためにSPpn基準株においてLCDCLP遺伝子欠損/変異株の作成を試みていたが,やはりSPpnでは効率的な形質転換が困難であった。一方,本年度終盤において,LCDCLPを発現・分泌するSM株において,感受性促進ペプチド(CSP)による形質転換が可能になり,この株を用いてLCDCLPの遺伝子欠損株/変異株の作成やLCDCLP遺伝子の発現調節機構の解析など,口腔連鎖球菌が示す病原性へのLCDCLPの帰与について解析を進めることが可能になった。それ以外にも,溶血毒素遺伝子の分布解析を継続する中で口腔連鎖球菌近縁種のGemella bergeriにおいて新規CDC(Bergerilysin:BLY)を見いだしてBLYの機能を確認することに成功し,またX線結晶構造解析のためのLCDCLP組換え体の調製や,ミチス群にのみ分布する5D-CDCのオリゴマー立体構造解析をクライオ電顕で解析するための組換え体の調製にも成功したことから,本年度計画ではやや遅れているものの,今後,多様な溶血毒素及び溶血毒素関連遺伝子産物の研究展開が期待できる。

Strategy for Future Research Activity

昨年度にSPpn株で解析予定であった,溶血毒素様蛋白質LCDCLPの機能確認や遺伝子発現調節に関する解析を,SPpn株に代わって形質転換ができるようになったLCDCLP保有SM株を用いて進める。また,新規に見いだされたBLYがGemella bergeriの病原性に及ぼす影響やBLYの発現調節についても,ヒト敗血症性ショック臨床分離株を用いて解析する予定である。さらに,口腔連鎖球菌に分布する多様な溶血毒素及び溶血毒素関連蛋白質の内,LCDCLPや5D-CDCの完全な分子立体構造,また5D-CDCについてはそれが作る膜孔複合体についての立体構造が明らかになっていないことから,それらの解析を進めていく。

Report

(2 results)
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report

Research Products

(17 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article Presentation

  • [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 Pages: 1609839-1609839

    • DOI

      10.1080/20002297.2019.1609839

    • NAID

      120006711364

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [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 Pages: 10-22

    • DOI

      10.1111/1348-0421.12748

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [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

    • Author(s)
      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
    • Organizer
      第93回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [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

    • Author(s)
      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
    • Organizer
      第93回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Streptococcus infantisが産生するinfantilysinの分子特性2019

    • Author(s)
      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
    • Organizer
      第92回日本細菌学会総会
    • Related Report
      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

    • Author(s)
      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

    • Author(s)
      山田拓矢,田端厚之,友安俊文,長宗秀明
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
    • Related Report
      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
    • Related Report
      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
    • Related Report
      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
    • Related Report
      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
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [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
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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