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腸管出血性大腸菌の完全型一酸化窒素還元酵素による高病原性獲得機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K08771
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 細菌学(含真菌学)
研究機関千葉大学

研究代表者

清水 健  千葉大学, 大学院医学研究院, 准教授 (70312840)

研究分担者 野田 公俊  千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (60164703)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード腸管出血性大腸菌 / 一酸化窒素 / NO消去酵素 / 一酸化窒素還元酵素 / 病原性 / NOセンサー / 重症化 / NO還元酵素
研究成果の概要

腸管出血性大腸菌(EHEC)には一酸化窒素(NO)を消去する酵素としてNorV, Hmp, Hcpの3種類を保持している。これらのNO消去酵素のNOによる発現誘導を確認したところ、Hcpがもっとも低い濃度で発現が上昇した。次にこれらのNO消去酵素の機能を確認したところ、NO濃度の高い嫌気状態ではNorVとHmpが協調的に働いていた。一方、NO濃度の高い微好気状態ではHmpが重要な働きを示していた。NO濃度が低い環境ではHcpが効果的にNOを消去していることが明らかになった。また、HcpのNO消去活性はHmpによって抑制されていることも明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体防御機構のうち殺菌物質の一つとして貪食細胞が産生するNOが知られており、EHECを含む大腸菌にはNOを消去する酵素を保持している。したがって、この産生された殺菌物質であるNOを消去できたら、生体防御機構を弱体化することができ、このことが高い病原性と関係していた。本研究成果ではEHECの保持するNO消去酵素のうち生体防御機構の効果を効果的に減少させているNO消去酵素を特定しており、この酵素の活性を阻害する阻害剤はEHECの予防薬や治療薬の用いることができると思われる。本研究成果はEHEC感染症の治療薬の標的酵素の一つを明らかにしたことに大きな意義がある。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Mechanism of inhibition of Shiga-toxigenic Escherichia coli SubAB cytotoxicity by steroids and diacylglycerol analogues2018

    • 著者名/発表者名
      Yahiro Kinnosuke、Nagasawa Sayaka、Ichimura Kimitoshi、Takeuchi Hiroki、Ogura Kohei、Tsutsuki Hiroyasu、Shimizu Takeshi、Iyoda Sunao、Ohnishi Makoto、Iwase Hirotaro、Moss Joel、Noda Masatoshi
    • 雑誌名

      Cell Death Discovery

      巻: 4 号: 1 ページ: 22-22

    • DOI

      10.1038/s41420-017-0007-4

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nitric oxide-enhanced Shiga toxin production was regulated by Fur and RecA in enterohemorrhagic Escherichia coli O157.2017

    • 著者名/発表者名
      K. Ichimura, Shimizu. T, Takeuchi. H, Matsumoto. A, Yahiro. K, Noda. M,
    • 雑誌名

      MicrobiologyOpen

      巻: 印刷中 号: 4 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1002/mbo3.461

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] An evolutionary analysis of a novel virulence gene norV in enterohemorrhagic Escherichia coli O1572018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Shimizu, Shinichiro Hirai, Eiji Yokoyama, Kimitoshi Ichimura and Masatoshi Noda
    • 学会等名
      The 7th Global Network Forum on Infection and Immunity
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 志賀毒素産生とNO還元酵素2018

    • 著者名/発表者名
      清水健
    • 学会等名
      第101回 日本細菌学会関東支部総会 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸管出血性大腸菌の菌体内NO濃度を減少させるNO代謝酵素群の協調的な役割2018

    • 著者名/発表者名
      清水健、松本明郎、野田公俊
    • 学会等名
      第91回 日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Cooperative roles of NO-metabolizing enzymes in enterohemorrhagic Escherichia coli against nitrosative stress2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Shimizu, Akio Matsumoto and Masatoshi Noda
    • 学会等名
      52th Joint Conference on Cholera and Other Bacterial Enteric Infections Panel
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NOストレス環境における腸管出血性大腸菌のNO代謝酵素の役割2017

    • 著者名/発表者名
      清水 健、松本明郎、野田公俊
    • 学会等名
      第90回 日本細菌学会総会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] in vivo解析による腸管内での志賀毒素産生様式の解明2017

    • 著者名/発表者名
      清水健、松本明郎、野田公俊
    • 学会等名
      第21回腸管出血性大腸菌感染症研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] An evolutionary analysis of a novel virulence gene norV in enterohemorrhagic Escherichia coli O1572016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Shimizu, Shinichiro Hirai, Eiji Yokoyama, Kimitoshi Ichimura and Masatoshi Noda
    • 学会等名
      The 9th International Conference on the Biology, Chemistry, and Therapeutic Applications of Nitric Oxide
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-05-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] https://www.chiba-bacteria.jp

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 千葉大学大学院医学研究院・病原細菌制御学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.chiba-bacteria.jp

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 組換えベクター、該ベクターで形質転換された微生物を利用した一酸化窒素消去を抑制する化合物のスクリーニング方法及び細胞内一酸化窒素濃度の測定方法2016

    • 発明者名
      松本明郎、清水 健、野田 公俊
    • 権利者名
      松本明郎、清水 健、野田 公俊
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-114134
    • 出願年月日
      2016-06-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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