コモンマーモセットで解き明かすブドウ球菌エンテロトキシン嘔吐メカニズム

• 研究課題/領域番号: 16K19119
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 細菌学(含真菌学)
• 研究機関: 北里大学
• 研究代表者: 小野 久弥 北里大学, 獣医学部, 講師 (80704569)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
• キーワード: ブドウ球菌エンテロトキシン / 嘔吐型食中毒 / 肥満細胞 / 脱顆粒 / 消化管 / マーモセット / コモンマーモセット / 受容体 / 細菌毒素 / 毒素変異体 / 細菌 / 毒素

研究成果の概要

コモンマーモセット を用いた研究により個体レベルのブドウ球菌エンテロトキシンA(SEA)の嘔吐メカニズムは明らかとなった。 すなわち、(1)経口的に摂取されたSEAは消化管内腔に到達すると、消化管組織内に侵入し短時間で粘膜下組織へと移行する。(2)SEAは粘膜下組織の肥満細胞 へと強く結合し、SEAが結合した肥満細胞は脱顆粒を起こす。(3)肥満細胞により放出されたヒスタミンが迷走神経を刺激することで嘔吐中枢へと伝わり、嘔吐 反射を惹起する。また、この迷走神経から中枢へと至る伝達にはセロトニンも関与している。このように細胞から個体レベルまでの嘔吐メカニズムを明らかにすることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ブドウ球菌エンテロトキシン（SE）は嘔吐活性を持ち、黄色ブドウ球菌による嘔吐型食中毒の原因毒素ですが、その嘔吐メカニズムはこれまで不明でした。今回、小型の霊長類であるコモンマーモセットを用いて嘔吐メカニズムを解明を試みました。コモンマーモセットの消化管においてSEと結合する細胞を探したところ、SEが粘膜下組織の肥満細胞を標的としており、さらにSEの作用により肥満細胞が脱顆粒を起こしていました。肥満細胞が放出する物質が嘔吐に関わると考えられたため消化管組織にSEを作用させたところ、ヒスタミンの放出が確認されました。

研究成果

• [雑誌論文] Histamine release from intestinal mast cells induced by staphylococcal enterotoxin A (SEA) evokes vomiting reflex in common marmoset (2019)
  • 著者名/発表者名: Ono Hisaya K.、Hirose Shouhei、Narita Kouji、Sugiyama Makoto、Asano Krisana、Hu Dong-Liang、Nakane Akio
  • 雑誌名: PLOS Pathogens 巻: 15 号: 5 ページ: e1007803-e1007803
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1007803
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Staphylococcus aureus Isolated from Skin from Atopic-Dermatitis Patients Produces Staphylococcal Enterotoxin Y, Which Predominantly Induces T-Cell Receptor Vα-Specific Expansion of T Cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Aziz Fatkhanuddin、Hisatsune Junzo、Yu Liansheng、Kajimura Junko、Sato’o Yusuke、Ono Hisaya K.、Masuda Kanako、Yamaoka Mika、Salasia Siti Isrina Oktavia、Nakane Akio、Ohge Hiroki、Kusunoki Yoichiro、Sugai Motoyuki
  • 雑誌名: Infection and Immunity 巻: 88 号: 2
  • DOI: 10.1128/iai.00360-19
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The emetic activity of staphylococcal enterotoxins, SEK, SEL, SEM, SEN and SEO, in house musk shrew (Suncus murinus). (2017)
  • 著者名/発表者名: Ono, H. K., Hirose, S., Naito, I., Sato’o, Y., Asano, K., Hu, D.-L., Omoe, K., Nakane, A.
  • 雑誌名: Microbiol. Immun. 巻: 61 号: 1 ページ: 12-16
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12460
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Biological characteristics of staphylococcal enterotoxin Q and its potential risk for food poisoning (2017)
  • 著者名/発表者名: Hu D.-L.、Ono H.K.、Isayama S.、Okada R.、Okamura M.、Lei L.C.、Liu Z.S.、Zhang X.-C.、Liu M.Y.、Cui J.C.、Nakane A.
  • 雑誌名: Journal of Applied Microbiology 巻: 122 号: 6 ページ: 1672-1679
  • DOI: 10.1111/jam.13462
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Complete Sequence of a Staphylococcus aureus Clonal Complex 81 Strain, the Dominant Lineage in Food Poisoning Outbreaks in Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Sato’o Yusuke、Hisatsune Junzo、Hirakawa Hideki、Ono Hisaya K.、Omoe Katsuhiko、Sugai Motoyuki
  • 雑誌名: Genome Announcements 巻: 5 号: 34
  • DOI: 10.1128/genomea.00853-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Food poisoning outbreak in Tokyo, Japan caused by Staphylococcus argenteus (2017)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Yasunori、Kubota Hiroaki、Ono Hisaya K.、Kobayashi Makiko、Murauchi Konomi、Kato Rei、Hirai Akihiko、Sadamasu Kenji
  • 雑誌名: International Journal of Food Microbiology 巻: 262 ページ: 31-37
  • DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2017.09.005
  • 査読あり
• [学会発表] Histamine release from intestinal mast cells induced by staphylococcal enterotoxin A (SEA) evokes vomiting reflex in common marmoset (2019)
  • 著者名/発表者名: Hisaya K Ono, Shouhei Hirose, Kouji Narita, Makoto Sugiyama, Krisana Asano, Dong-Liang Hu, Akio Nakane
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] ブドウ球菌食中毒研究の今後の展開 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小野久弥，胡 東良, 中根明夫
  • 学会等名: 第64回日本ブドウ球菌研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 肥満細胞におけるブドウ球菌エンテロトキシンA受容体の検索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 永田真理菜、小野久弥、岡村雅史、中根明夫、胡 東良
  • 学会等名: 第162回日本獣医学会
• [学会発表] マーモセット嘔吐モデルの確立およびブドウ球菌エンテロトキシンの 嘔吐発現機序の解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小野久弥，廣瀬昌平,成田浩司, 杉山真言, 浅野クリスナ, 胡 東良 , 中根明夫
  • 学会等名: 第63回日本ブドウ球菌研究会
• [学会発表] 新型ブドウ球菌エンテロトキシンの発見と食中毒へのリスク (2017)
  • 著者名/発表者名: 小野 久弥, 胡 東良, 中根明夫.
  • 学会等名: 第62回日本ブドウ球菌研究会
  • 招待講演