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E型ウエルシュ菌イオタ毒素の細胞障害機構の解析と治療薬の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K08793
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)
研究機関徳島文理大学

研究代表者

小林 敬子  徳島文理大学, 薬学部, 助教 (90170315)

研究分担者 永浜 政博  徳島文理大学, 薬学部, 教授 (40164462)
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E型ウエルシュ菌 / イオタ毒素 / エンドサイトーシス / 二成分毒素 / ADP-リボシル化 / 腸性中毒症 / ウエルシュ菌 / 細胞障害作用 / ADPリボシル化 / LSR / トリセルタージャンクション / 毒素 / エフェクター / 病原性
研究成果の概要

本研究の目的は、イオタ毒素の作用機構を明らかにし、本菌感染症の治療法を開発することである。イオタ毒素のIbは、リポタンパク質受容体で、細胞バリア機能に重要なLSRに結合して作用することを明らかにした。本毒素の細胞侵入は、初期にリソソームのエキソサイトーシスを惹起して、酸性スフィンゴミエリナーゼ(ASMase)を細胞外に遊離させる。ASMaseが、細胞膜外側のスフィンゴミエリンを分解してセラミド(Cer) が生成する。Cerの蓄積は膜の陥入を誘導してエンドサイトーシスが惹起され、細胞内に侵入することが判明した。イオタ毒素の作用機構の解明から、毒素の作用を阻害する治療薬の開発が可能となる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、腸性中毒症の原因である、E型ウエルシュ菌イオタ毒素の病原性発現機構を解明した。学術的意義としては、本毒素の細胞内侵入において宿主細胞のASMase遊離により、細胞膜外側にセラミドが蓄積し、エンドサイトーシスで侵入する。すなわち、このメカニズムは、宿主細胞がもつ膜修復機構を利用して侵入することが初めて明らかとなった。社会的意義として、本菌は、動物(主に家畜)腸性中毒症の原因菌であることから、本感染症の治療には、ASMase阻害剤やエンドサイトーシス阻害剤が治療薬として今後応用が期待されることがあげられる。

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

    (39件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 13件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (26件)

  • [雑誌論文] Clostridium perfringens α-toxin impairs granulocyte colony-stimulating factor receptor-mediated granulocyte production while triggering septic shock2019

    • 著者名/発表者名
      Takehara Masaya、Seike Soshi、Sonobe Yuuta、Bandou Hiroto、Yokoyama Saki、Takagishi Teruhisa、Miyamoto Kazuaki、Kobayashi Keiko、Nagahama Masahiro
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 2 号: 1 ページ: 45-45

    • DOI

      10.1038/s42003-019-0280-2

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Delta-toxin from Clostridium perfringens perturbs intestinal epithelial barrier function in Caco-2 cell monolayers.2018

    • 著者名/発表者名
      S. Seike, M. Takehara, K. Miyamoto, K. Kobayashi, M. Nagahama.
    • 雑誌名

      Biochim. Biophys. Acta

      巻: 1860 号: 2 ページ: 428-433

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2017.10.003

    • 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
  • [雑誌論文] Acid sphingomyelinase promotes cellular internalization of Clostridium perfringens iota-toxin.2018

    • 著者名/発表者名
      M. Nagahama, M. Takehara, K. Miyamoto, K. Ishidoh,K. Kobayashi
    • 雑誌名

      Toxins

      巻: 10(5) 号: 5 ページ: 209-209

    • DOI

      10.3390/toxins10050209

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Interaction of Clostridium perfringens iota-toxin and lipolysis-stimulated lipoprotein receptor (LSR).2018

    • 著者名/発表者名
      M. Nagahama, M. Takehara, K. Kobayashi
    • 雑誌名

      Toxins

      巻: 10(10) 号: 10 ページ: 405-405

    • DOI

      10.3390/toxins10100405

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cellular entry of Clostridium perfringens iota-toxin and Clostridium botulinum C2 toxin.2017

    • 著者名/発表者名
      Takehara, M., Takagishi, T., Seike, S., Oda, M., Sakaguchi, Y., Hisatsune, J., Ochi, S., Kobayashi, K., Nagahama, M.
    • 雑誌名

      Toxins

      巻: 9(8) 号: 8 ページ: 247-247

    • DOI

      10.3390/toxins9080247

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cellular Uptake of Clostridium botulinum C2 Toxin Requires Acid Sphingomyelinase Activity.2017

    • 著者名/発表者名
      Nagahama M, Takehara M, Takagishi T, Seike S, Miyamoto K, Kobayashi K.
    • 雑誌名

      Infect. Immun.

      巻: 85 号: 4

    • DOI

      10.1128/iai.00966-16

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Peptidoglycan accelerates granulopoiesis through a TLR2- and MyD88-dependent pathway.2017

    • 著者名/発表者名
      Takehara M, Seike S, Takagishi T, Kobayashi K, Nagahama M
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 487(2) 号: 2 ページ: 419-425

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.04.077

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clostridium perfringens alpha-toxin impairs erythropoiesis by inhibition of erythroid differentiation2017

    • 著者名/発表者名
      Takagishi T, Takehara M, Seike S, Miyamoto K, Kobayashi K, Nagahama M
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 7 号: 1 ページ: 5217-5217

    • DOI

      10.1038/s41598-017-05567-8

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Role of pannexin 1 in Clostridium perfringens beta-toxin-caused cell death.2016

    • 著者名/発表者名
      Seike S, Takehara M, Kobayashi K, Nagahama M
    • 雑誌名

      Biochim Biophys Acta

      巻: 1858(12) ページ: 3150-3156

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clostridium perfringens alpha-toxin impairs lipid raft integrity in neutrophils.2016

    • 著者名/発表者名
      Takehara M, Takagishi T, Seike S, Oishi K, Fujihara Y, Miyamoto K, Kobayashi K, Nagahama M
    • 雑誌名

      Biol Pharm Bull

      巻: 39(10) ページ: 1694-1700

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oligomer formation of Clostridium perfringens epsilon-toxin is induced by activation of neutral sphingomyelinase.2016

    • 著者名/発表者名
      Takagishi T, Oda M, Takehara M, Kobayashi K, Nagahama M
    • 雑誌名

      Biochim Biophys Acta

      巻: 1858(11) ページ: 2681-2688

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clostridium perfringens alpha-toxin impairs innate immunity via inhibition of neutrophil differentiation.2016

    • 著者名/発表者名
      Takehara M, Takagishi T, Seike S, Ohtani K, Kobayashi K, Miyamoto K, Shimizu T, Nagahama M
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 6 ページ: 28192-28192

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Clostridium perfringens delta-toxin induces rapid cell necrosis.2016

    • 著者名/発表者名
      Seike S, Miyamoto K, Kobayashi K, Takehara M, Nagahama M
    • 雑誌名

      PLoS one

      巻: 11(1)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ウエルシュ菌イオタ毒素Ib成分のLSRへの結合2018

    • 著者名/発表者名
      林 大悟、竹原 正也、小林 敬子、永浜 政博
    • 学会等名
      第91回日本細菌学会(福岡市)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ウエルシュ菌α毒素による好中球の産生抑制機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      竹原 正也, 小林 敬子, 永浜 政博
    • 学会等名
      第65回トキシンシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Toll様受容体を介した宿主免疫反応に対するウエルシュ菌α毒素の影響2018

    • 著者名/発表者名
      竹原正也, 小林敬子, 永浜政博
    • 学会等名
      第71回日本細菌学会中国・四国支部総会(松山市)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ウエルシュ菌β毒素の腸管病原性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      鳥海将輝、竹原正也, 小林敬子, 永浜政博
    • 学会等名
      第57回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会(米子市)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ウエルシュ菌α毒素によるToll様受容体を介した宿主免疫の撹乱2018

    • 著者名/発表者名
      竹原正也, 小林敬子, 永浜政博
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会(千葉市)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細菌感染によるToll-like receptor 2活性化を介した好中球産生の亢進2018

    • 著者名/発表者名
      竹原正也, 小林敬子,永浜政博
    • 学会等名
      日本薬学会 第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ウエルシュ菌δ毒素によるADAM10活性化の検討2018

    • 著者名/発表者名
      吉村真央, 清家総史, 宮本和明, 竹原正也, 小林敬子, 永浜政博
    • 学会等名
      第91回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ウエルシュ菌β毒素の腸管病原性の検討2018

    • 著者名/発表者名
      山崎次郎, 清家総史, 竹原正也, 小林敬子, 永浜政博
    • 学会等名
      第91回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ウエルシュ菌ε毒素の細胞毒性における酸性スフィンゴミエリナーゼの役割2018

    • 著者名/発表者名
      中川愛梨, 竹原正也, 小林敬子, 永浜政博
    • 学会等名
      第91回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ウエルシュ菌イオタ毒素Ib成分のLSRへの結合2018

    • 著者名/発表者名
      林大悟, 竹原正也, 小林敬子, 永浜政博
    • 学会等名
      第91回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Toll-like receptor 2の活性化による好中球産生の亢進2018

    • 著者名/発表者名
      高田知和, 竹原正也, 小林敬子, 永浜政博
    • 学会等名
      第91回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ウエルシュ菌アルファ毒素による赤芽球の分化抑制2018

    • 著者名/発表者名
      竹原正也, 小林敬子, 永浜政博
    • 学会等名
      第91回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ウエルシュ菌 ε 毒素のオリゴマー形成における脂質代謝の役割2017

    • 著者名/発表者名
      林 英里,小田 真隆,竹原 正也,小林 敬子,永浜 政博
    • 学会等名
      第90 回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      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] 藤原 誉野,竹原 正也,清家 総史,小林 敬子,永浜 政博2017

    • 著者名/発表者名
      ウエルシュ菌α 毒素による脂質ラフトを介した好中球分化の新規
    • 学会等名
      第90 回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      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] ウエルシュ菌δ 毒素の腸管上皮細胞に対する作用2017

    • 著者名/発表者名
      清家 総史,宮本 和明,竹原 正也,小林 敬子,永浜 政博
    • 学会等名
      第90 回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      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] ウエルシュ菌β 毒素の細胞毒性に対するP2X7 レセプターの役割2017

    • 著者名/発表者名
      並川 恵,清家 総史,竹原 正也,小林 敬子,永浜 政博
    • 学会等名
      第90 回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      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] 細菌感染に対する宿主の免疫調節とウエルシュ菌の免疫回避機構2017

    • 著者名/発表者名
      竹原正也, 小林敬子, 永浜政博
    • 学会等名
      第64回 毒素シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ウエルシュ菌アルファ毒素による好中球の分化障害と感染の進行2017

    • 著者名/発表者名
      竹原正也, 小林敬子, 永浜政博
    • 学会等名
      第29回 微生物シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ボツリヌス菌C2毒素の細胞内侵入における酸性スフィンゴミエリナーゼの役割2017

    • 著者名/発表者名
      濱中颯人, 竹原正也, 清家総史, 小林敬子, 永浜政博
    • 学会等名
      第29回 微生物シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ウエルシュ菌アルファ毒素は赤芽球の分化を抑制する2017

    • 著者名/発表者名
      竹原正也, 小林敬子, 永浜政博
    • 学会等名
      第70回 日本細菌学会中国・四国支部総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ボツリヌス菌C2毒素の細胞内侵入における初期過程の解析2017

    • 著者名/発表者名
      金城貴文, 竹原正也, 小林敬子, 永浜政博
    • 学会等名
      第56回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ウエルシュ菌α毒素は脂質ラフトに作用して好中球の分化を抑制する2017

    • 著者名/発表者名
      園部祐太, 竹原正也, 小林敬子, 永浜政博
    • 学会等名
      第56回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ボツリヌス菌C2毒素の細胞内侵入と酸性スフィンゴミエリナーゼの関係2017

    • 著者名/発表者名
      永浜政博, 竹原正也, 小林敬子
    • 学会等名
      ConBio2017・2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ウエルシュ菌α毒素による好中球分化抑制機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      竹原 正也,高岸 照久,清家 総史,小林 敬子, 永浜 政博
    • 学会等名
      第55回日本薬学会中国四国支部学術大会
    • 発表場所
      岡山県岡山市
    • 年月日
      2016-11-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ウエルシュ菌β毒素の毒性発現におけるPannexin-1の役割の検討2016

    • 著者名/発表者名
      清家 総史、竹原 正也、小林 敬子、永浜 政博
    • 学会等名
      第69回日本細菌学会中国・四国支部総会
    • 発表場所
      香川県高松市
    • 年月日
      2016-10-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] ウエルシュ菌α 毒素を用いた新規宿主免疫回避機構の解明2016

    • 著者名/発表者名
      竹原 正也, 高岸 照久, 清家 総史, 宮本 和明, 小林 敬子, 永浜 政博
    • 学会等名
      第63回トキシンシンポジウム
    • 発表場所
      山形県天童市
    • 年月日
      2016-07-14
    • 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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