ヘリコバクター・ピロリVacA毒素の毒性発現機序

• 研究課題/領域番号: 16017280
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 平山 壽哉 長崎大学, 熱帯医学研究所, 教授 (50050696)
• 研究分担者: 真嶋 浩聡 東京大学, 医学部付属病院, 助手 (10261869)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 15,000千円 (直接経費: 15,000千円); 2005年度: 7,500千円 (直接経費: 7,500千円); 2004年度: 7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
• キーワード: ヘリコバクター / 空胞化毒素 / VacA / 細菌毒素 / 阻害物質 / 血清成分

研究概要

ヘリコパクター・ピロリの持続感染は慢性胃炎、消化性漬瘍さらには胃癌や.MALTリンパ腫を引き起こすことガ知られている。ヘリコパクター・ピロリは胃粘膜に生息するが、胃粘膜細胞への侵入性はなく、強力な蛋白毒素である空胞化毒素、VacA毒素を産生する。
本研究では、VacA毒素の胃粘膜障害にいたる細胞内シグナル伝達の流れを明らかにすることを目的とし、1)受容体の毒素結合部位と細胞内移行の機序、2)VacA毒素による細胞死の機構の二つに焦点を当てて解析した。
その結果
1)胃粘膜細胞のVacA毒素受容体であるRPTPβのN末端より数えて747-751番目のアミノ嘩(QQP)がVacA毒素結合に必須であり、加えて748位あるいは789位のThrが結合に重要であることが判明した。747-751番目のアミノ酸(QTTQP)はO-glycosylationされていることが示唆されており、VacA毒素との結合にシアル酸が重要であることとも一致した。一方、VacA毒素の細胞内移行にはlipid raftの関与が重要であることが知られていたが、RPTPβの関与については明らかにされていない。我々は、VacA毒素が最初にlipid raft以外の細胞膜上に存在するRPTPβに結合し、その後温度依存的にlipid raftに集積し、その後に細胞内へ移行することを明らかにした。さらに空胞形成及びp38MAPキナーゼの活性化には細胞膜にあるGPI-anchored proteinが必須であることが分かった(投稿中)。
2)VacA毒素が引き起こす細胞死はアポトーシスであり、VacA毒素によるBaxおよびBakの活性化にによつてミトコンドリア障害が引き起こされることが判明した。

研究成果

• [雑誌論文] Helicobacter pylori vacuolating cytotoxin induces activation of the proapoptotic protein Bax, leading to cytochrome c release and cell death, independent of vacuolation (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki E. et al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281 ページ: 11250-11259
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Helicobacter pylori vacuolating cytotoxin induces activation of the proapoptotic protein Bax, leading to cytochrome c release and cell death, independent of vacuolation (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki E., Wada A., Kumatori A., Nakagawa I., Funao J., Nakayama M., Hisatsune J., Kimura M., Moss J., Hirayama T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281 ページ: 11250-11259
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Helicobacter pylori vacuolating cytotoxin induces activation of the proapoptotic protein Bax, leading to cytochrome c release and cell death, independent of vacuolation (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki E et al.
  • 雑誌名: J Biol Chem (印刷中)
• [雑誌論文] Cytotoxicity and recognition of receptor-like protein tyrosine phosphatases, RPTPα and RPTPβ, by Helicobacter pylori m2VacA (2005)
  • 著者名/発表者名: De Guzman B.B. et al.
  • 雑誌名: Cell Microbiol 7 ページ: 1285-293
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Functional antagonism between Helicobacter pylori CagA and VacA in control of the NFAT signaling pathway in gastric epithelial cells (2005)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama K. et al.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 201 ページ: 9661-9666
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Inhibitory effects of polyphenols on gastric injury by Helicobacter pylori VacA toxin. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yahiro K. et al.
  • 雑誌名: Helicobacter 10 ページ: 231-239
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cytotoxicity and recognition of receptor-like protein tyrosine phosphatases, RPTPa and RPTPO, by Helicobacter pylori m2VacA. (2005)
  • 著者名/発表者名: De Guzman, B.B., Hisatsune, J., Nakayama, M., Yahiro, K., Wada, A., Yamasaki, E., Nishi, Y., Yamazaki, S., Azuma, T., Ito, Y., Ohtani, M., van der Wijk, T., den Hertog, J., Moss, M., Hirayama T.
  • 雑誌名: Cell Microbiol 7 ページ: 1285-293
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Functional antagonism between Helicobacter pylori CagA and VacA in control of the NFAT signaling pathway in gastric epithelial cells (2005)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama, K., Higashi, H., Ishikawa, S., Fujii, Y., Kondo, S., Kato, H., Azuma, T., Wada, A., Hirayama, T., Aburatani, H., Hatakeyama, M.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 102 ページ: 9661-9666
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Inhibitory effects of polyphenols on gastric injury by Helicobacter pylori VacA toxin. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yahiro K, Shirasaka D, Tagashira M, Wada A, Morinaga N, Kuroda F, Choi 0, Inoue M, Aoyama N, Ikeda M, Hirayama T, Moss J, Noda M.
  • 雑誌名: Helicobacter. 10 ページ: 231-239
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cytotoxicity and recognition of receptor-like protein tyrosine phosphatases, RPTPα and RPTPβ, by Helicobacter pylori m2VacA. (2005)
  • 著者名/発表者名: De Guzman, B.B et al.
  • 雑誌名: Cell Microbiol 7 ページ: 1285-1293
• [雑誌論文] Functional antagonism between Helicobacter pylori CagA and VacA in control of the NFAT signaling pathway in gastric epithelial cells (2005)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama, K., et al.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 102 ページ: 9661-9666
• [雑誌論文] Inhibitory effects of polyphenols on gastric injury by Helicobacter pylori VacA toxin (2005)
  • 著者名/発表者名: Yahiro K, et al.
  • 雑誌名: Helicobacter 10 ページ: 231-239
• [雑誌論文] High concentrations of human beta-defensin 2 in gastric juice of patients with Helicobacter pylori infection (2005)
  • 著者名/発表者名: Isomoto H, et al.
  • 雑誌名: World J Gastroenterol 11 ページ: 4782-4787
• [雑誌論文] Vacuolating cytotoxin A is associated with increased thrombin generation in gastric mucosa (2005)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Y, et al.
  • 雑誌名: Helicobacter 10 ページ: 323-331
• [雑誌論文] Helicobacter pylori VacA activates the p38/ATF-2-mediated signal pathway in AZ-521 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakayama M. et al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 279 ページ: 7024-7028
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Essential domain of receptor tyrosine phosphatase β, RPTPβ, for interaction with Helicobacter pylori vacuolating cytotoxin. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yahiro K. et al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 279 ページ: 51013-51021
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Helicobacter pylori VacA activates the p38/ATF-2-mediated signal pathway in AZ-521 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, M., Kimura, M., Wada, A., Yahiro, K., Ogushi, 'K., Niidome, T., Fujikawa, A., Shirasaka, D., Aoyama, N., Kurazono, H., Noda, M., Moss, J., Hirayama, T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 279 ページ: 7024-7028
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Essential domain of receptor tyrosine phosphatase 3, RPTP0, for interaction with Helicobacter pylori vacuolating cytotoxin. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yahiro, K., Wada, A., Yamasaki, E., Nakayama, M., Nishi, Y., Hisatsune, J., Morinaga, N., Sap, J., Noda, M., Moss, J., Hirayama, T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 299 ページ: 51013-51021
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Helicobacter pylori VacA activates the p38/ATF-2- mediated signal pathway in AZ-521 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, M., et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 7024-7028
• [雑誌論文] Role of nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase 1 in oxidative burst response to toll-like receptor 5 signaling in large intestinal epithelial cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawahara, T., et al.
  • 雑誌名: J.Immunol. 172 ページ: 3051-3058
• [雑誌論文] Gangliosides act as co-receptors for Salmonella enteritidis FliC and promote FliC-induction of human β-defensin-2 expression in Caco-2 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ogushi, K., et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 12213-12219
• [雑誌論文] An antibody to VacA of Helicobacter pylori in the CSF of patients with Miller-Fisher syndrome. (2004)
  • 著者名/発表者名: Chiba S., et al.
  • 雑誌名: Neurology 63 ページ: 2184-2186
• [雑誌論文] Elevated concentrations of α-defensins in gastric juice of patients with Helicobacter pylori Infection. (2004)
  • 著者名/発表者名: Isomoto, H., et al.
  • 雑誌名: Am.J.Gastroenterol. 99 ページ: 1916-1923
• [雑誌論文] Essential domain of receptor tyrosine phosphatase β, RPTPβ, for interaction with Helicobacter pylori vacuolating cytotoxin. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yahiro, K., et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 51013-51021