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ゲノム機能解析による口腔内・経粘膜レンサ球菌感染症の分子病態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 14207074
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 形態系基礎歯科学
研究機関大阪大学

研究代表者

浜田 茂幸  大阪大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (60028777)

研究分担者 川端 重忠  大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助教授 (50273694)
中川 一路  大阪大学, 大学院・歯学研究科, 講師 (70294113)
岡本 成史  大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助手 (50311759)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
50,180千円 (直接経費: 38,600千円、間接経費: 11,580千円)
2004年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2003年度: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2002年度: 24,180千円 (直接経費: 18,600千円、間接経費: 5,580千円)
キーワードA群レンサ球菌 / 劇症化 / ゲノム解析 / フィブロネクチン結合タンパク / インフルエンザ / 遺伝子発現 / ヒアルロン酸 / オートファジー / 付着 / 侵入 / エンドサイトーシス / 分解 / Streptococcus pyogenes / 全ゲノム配列 / リアレンジメント / ファージ / ゲノム再構成 / ゲノム進化 / 比較ゲノム解析
研究概要

日本で分離された劇症型感染症を惹起するA群レンサ球菌の全ゲノム配列を決定してその構造上の比較を行った.日本で分離されたA群レンサ球菌であるSSI-1株は,ゲノムサイズが約1.9Mbとすでに米国で報告されているA群レンサ球菌の菌株とほぼ同様の大きさであった.しかし,SSI-1株ではそのゲノム構造に大きな変化が認められた.複製軸を対象に,ゲノム上の230kbと1670kb付近のrrn領域,複製終了点から等距離に2カ所のプロファージ領域の保存領域で染色体構造が入れ替わっていることが示唆された.
SSI-1株のゲノム上には機能未知の遺伝子がファージ領域を中心として多数存在していた.そのうち,M1型ゲノム状には認められなかった新たなフィブロネクチン結合タンパク質(FbaB)についてその機能解析を行った.fbaB欠失株は咽頭上皮細胞への付着・侵入率が低下していたことからGASの付着に関与する新たな菌体表層分子であることが明らかとなった.
劇症型GAS感染症は,毒素ショック症候群,多臓器不全,壊死性筋膜炎などを発症し,発病者の約半数が死に至る疾患である.インフルエンザウイルス感染後にGAS感染することにより,劇症型感染症を引き起こすことを明らかとしたが,その治療方法を探索する目的で,フォルマリン不活化インフルエンザワクチンをマウスに投与して,その効果を検討した.その結果,劇症型感染は激減することが明らかとなった.さらに,インフルエンザを感染させた肺胞上皮細胞への菌体の付着は,ヒアルロン酸合成遺伝子を破壊した株で著しく抑制された.このことはヒアルロン酸を介して,インフルエンザ感染上皮細胞への付着能が増強され菌が全身へ拡散・増殖することを意味している.
GASの細胞内侵入性について検討を加えるために,感染細胞の遺伝子発現プロファイルの変化および細胞内動態を共焦点レーザー顕微鏡観察により解析した.感染細胞ではミトコンドリアの機能異常を示す種々の遺伝子発現の変化が認められ,感染細胞がミトコンドリアの機能不全によりアポトーシスに陥っていることを明らかとした.また,細胞内に侵入した細胞の分解メカニズムについては,通常考えられていたエンドサイトーシス経路ではなくて,細胞質内に溶血毒素SLOを用いて脱出した菌が,細胞質ごとオートファジーによって分解されていることが明らかとなった.この知見は,A群レンサ球菌だけでなく,細胞内侵入性細菌の新たな分解システムを示唆する重要な知見である.

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (18件) 文献書誌 (2件)

  • [雑誌論文] Silkworm-pathogenic bacteria infection model for identification of novel virulence genes.2005

    • 著者名/発表者名
      Kaito et al.
    • 雑誌名

      Mol.Microbiol. (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] The Streptococcus pyogenes capsule is required for adhesion of bacteria to virus-infected alveolar epithelial cells and lethal bacterial-viral superinfection.2004

    • 著者名/発表者名
      Okamoto S., et al.
    • 雑誌名

      Infect.Immun. 72

      ページ: 6068-6075

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Autophagy defends cells against invading group A Streptococcus2004

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa I., et al.
    • 雑誌名

      Science 306

      ページ: 1037-1040

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] The Streptococcus pyogenes capsule is required for adhesion of bacteria to virus-infected alveolar epithelial cells and lethal bacterial-viral superinfection.2004

    • 著者名/発表者名
      Okamoto S., et al.
    • 雑誌名

      Infect.Immun. Vol.72, No.10

      ページ: 6068-6075

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Autophagy defends cells against invading group A Streptococcus2004

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa I., et al.
    • 雑誌名

      Science Vol.306, No.5698

      ページ: 1037-1040

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Vaccination with formalin-inactivated influenza vaccine protects mice against lethal influenza Streptococcus pyogenes superinfection.2004

    • 著者名/発表者名
      Okamoto et al.
    • 雑誌名

      Viccine 22

      ページ: 2887-2893

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Transcriptome analysis and gene expression profiling of early apotosis related genes in Streptococcus pyogens infected epithelial cells.2004

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa et al.
    • 雑誌名

      Cell.Microbiol. 6

      ページ: 939-952

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] The Streptococcus pyogenes capsule is required for adhesion of bacteiral to virus-infected alveolar epithelia cells and leathal bacteria-viral superinfeciton.2004

    • 著者名/発表者名
      Okamoto et al.
    • 雑誌名

      Infect.Immun. 72

      ページ: 6068-6075

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Autophagy defends cells against invading group A Streptococcus.2004

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa et al.
    • 雑誌名

      Science 306

      ページ: 1037-1040

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of a PCR method for rapid identification of new Streptococcus mutan serotype K strains.2004

    • 著者名/発表者名
      Nakano et al.
    • 雑誌名

      J.Clin.Microbiol. 42

      ページ: 4925-4930

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Genome sequence of an M3 strain of Streptococcus pyogenes reveals a large-genomic rearrangement in invasive strains and new insights into phage evolution.2003

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa I., et al.
    • 雑誌名

      Genome Res. 13

      ページ: 1042-1055

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Influenza A virus-infected host boost an invasive type of Streptococcus pyogenes infection in mice.2003

    • 著者名/発表者名
      Okamoto S., et al.
    • 雑誌名

      J.Virol. 77

      ページ: 4104-4112

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Genome sequence of an M3 strains of Streptococcus pyogenes reveals a large-genomic rearrangement in invasive strains and new insights into phage evolution.2003

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa I, et al.
    • 雑誌名

      Genome Res. Vol.13, No.6A

      ページ: 1042-1055

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Influenza A virus-infected host boost an invasive type of Streptococcus pyogenes infection in mice.2003

    • 著者名/発表者名
      Okamoto S., et al.
    • 雑誌名

      J.Virol. Vol.77, No.7

      ページ: 4104-4112

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A novel, anchorless streptococcal surface protein that binds to human immunoglobulin.2002

    • 著者名/発表者名
      Kawabata S., et al.
    • 雑誌名

      Biochem.Biophys.Res.Commun. 296

      ページ: 1329-1333

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular characterization of a novel fibronectin binding protein of Streptococcus pyogenes strains isolated from toxic shock-like syndrome patients.2002

    • 著者名/発表者名
      Terao Y., et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 277

      ページ: 47428-47435

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A novel, anchorless streptococcal surface protein that binds to human immunoglobulin.2002

    • 著者名/発表者名
      Kawabata S., et al.
    • 雑誌名

      Biochem.Biophys.Res.Commun. Vol.296, No.5

      ページ: 1329-1333

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Molecular characterization of a novel fibronectin binding protein of Streptococcus pyogenes strains isolated from toxic shock-like syndrome patients.2002

    • 著者名/発表者名
      Terao Y., et al.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. Vol.277, No.49

      ページ: 47428-47435

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakagawa et al.: "Genome sequence of an M3 strain of Streptococcus pyogenes reveals a large-scale genomic rearrangement in invasive strains and new insights into phage evolution"Genome Res.. 6A. 1042-1055 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nakagawa I et al.: "Genome Sequence of an M3 Strain of Streptococcus pyogenes reveals a large-scale genomic rearrangement in invasive strains and new insights into phage evolution"Genome Research. (in press). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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