トリパノソーマの細胞内寄生・増殖・病原性の分子基盤

• 研究課題/領域番号: 17390123
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 寄生虫学(含衛生動物学)
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 青木 孝 順天堂大学, 医学部, 教授 (20053283)
• 研究分担者: 奈良 武司 順天堂大学, 医学部, 准教授 (40276473) ; 橋本 宗明 順天堂大学, 医学部, 准教授 (30407308) ; 案浦 健 順天堂大学, 医学部, 助教 (90407239) ; 坪内 暁子 順天堂大学, 医学部, 助教 (10398662)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 15,550千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 1,050千円); 2007年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2006年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円); 2005年度: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
• キーワード: トリパノソーマ / 感染ヒト細胞 / アポトーシス抑制 / cFLIP のユビキチン化 / Chagas病 / ピリミジン合成遺伝子クラスター / トランスクリプトーム / 増殖抑制遺伝子のupregulation / ACT-DHOD融合遺伝子 / 翻訳後プロセッシング / ピリミジン合成遺伝子 / 遺伝子の起原と分子進化 / マイクロアレイ / 増殖抑制遺伝子のuregulation / 増殖促進遺伝子のdownregulation / リアルタイムPCR / 増殖促進因子のdownregulation / 増殖抑制因子のupregulation / cFLIPのユビキチン化 / cDNAチップ / c-FLIP / 原虫の生残り / 塩基置換頻度(SNPs) / 海草抽出物

研究概要

Trypanosoma cruziは感染細胞内で増殖するので、細胞内因子に依存または積極的に利用していると考えられるが、実体はほとんど不明である。そこで約47,000の転写産物を含むマイクロアレイを用い、感染HeLa細胞の遺伝子発現を網羅的に解析した。非感染細胞と比較し、感染細胞で3倍以上upregulateされた遺伝子41個、downregulateされた遺伝子23個を認めた(p<0.05、n=3)。64個中にはサイトカインや細胞増殖に関わる遺伝子が多く、感染細胞では増殖抑制遺伝子7個はすべてupregulateされ、増殖促進遺伝子3個はすべてdownregulateされた。すなわちT.cruzi感染細胞の増殖速度は著しく低下し、原虫の持続感染および増殖(Chagas病の根本原因)が達成され病原性をきたすメカニズムの一端が明らかとなった。
一方、T.cruzlは感染細胞自身のアポトーシス抑制因子cFLIPを大量に蓄積させて宿主細胞を生かし(原虫は生き残り)、病原性へとつながる。cFLIPの転写は感染・非感染細胞間で大差ないので、ユビキチン(Ub)-プロテアソーム分解系の関与について調べた。免疫共沈実験によってUb化されたcFLIPタンパクは感染細胞の方が有意に少なかったことから、T.cruzi感染によりcFLIPのUb化が特異的に阻害され、そのためにcFLIPが蓄積しアポトーシスを抑制することが判った。
トリパノソーマ類に特異なピリミジン合成第4および第6遺伝子は過去の水平転移によって獲得され、さらに、原始第5-第6融合遺伝子から、トリパノソーマの第6-第5逆融合遺伝子が生成されてきた進化過程が明らかになった。以上のようにトリパノソーマの細胞内寄生・増殖・病原性の分子基盤について重要な研究成果が得られ、今後の応用研究へつながると期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Transcriptome profile of Trypanosoma cruzi-infected cells:simultaneous up-and down-regulation of proliferation inhibitors and promoters (2008)
  • 著者名/発表者名: Shigihara T, Hashimoto M, Shindo N, Aoki T
  • 雑誌名: Parasitology Research (印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolutionary analysis of synteny and gene fusion for pyrimidine biosynthetic enzymes in Euglenozoa:the gap between kinetoplastids and diplonemids (2008)
  • 著者名/発表者名: Makiuchi T, Annoura T, Hashimoto T, Murata E, Aoki T, Nara T
  • 雑誌名: Protist (印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcriptome profile of Trypanosoma cruzrinfected cells : simultaneous up- and down-regulation of proliferation inhibitors and promoters (2008)
  • 著者名/発表者名: Shigihara, T., Hashimoto, M., Shindo, N., Aoki, T
  • 雑誌名: Parasitol Res (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Evolutionary analysis of synteny and gene fusion for pyrimidine biosynthetic enzymes in Euglenozoa : an extraordinary gap between kinetoplastids and diplonemids (2008)
  • 著者名/発表者名: Makiuchi, T., Annoura, T., Hashimoto, T., Murata, E., Aoki, T., Nara, T
  • 雑誌名: Protist (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Evolutionary analysis of synteny and gene fusion for pyrimidine biosyntheticenzymes in Euglenozoa:the gap between kinetoplastids and diplonemids (2008)
  • 著者名/発表者名: Makiuchi T, Annoura T, Hashimoto T, Murata E, Aoki T, Nara T
  • 雑誌名: Protist (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Occurrence of multiple,independent gene fusion events for the fifth and sixth enzymes of pyrimidine biosynthesis in different eukaryotic groups (2007)
  • 著者名/発表者名: Makiuchi T, Nara T, Annoura T, Hashimoto T, Aoki T
  • 雑誌名: Gene 394 ページ: 78-86
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dihydroorotate dehydrogenase arises from novel fused gene product with aspartate carbamoyltransferase in Bodo saliens (2007)
  • 著者名/発表者名: Annoura T, Sariego I, Nara T, Makiuchi T, Fujimura T, Taka H, Mineki R, Murayama K, Aoki T
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 358 ページ: 253-258
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Occurrence of multiple, independent gene fusion events for the fifth and sixth enzymes of pyrimidine biosynthesis in different eukaryotic groups (2007)
  • 著者名/発表者名: Makiuchi, T., Nara, T., Annoura, T., Hashimoto, T., Aoki, T
  • 雑誌名: Gene 394 ページ: 78-86
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Dihydroorotate dehydrogenase arises from novel fused gene product with aspartate carbamoyl-transferase in Bodo saliens (2007)
  • 著者名/発表者名: Annoura, T., Sariego, I., Nara, T., Makiuchi, T., Fujimura, T., Taka, H., Mineki, R, Murayama, K., Aoki, T
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Comm un 358 ページ: 253-258
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Dihydroorotate dehydrogenase arises from novel fused gene product with aspartate carbamoyltransferase in Bodo saliensfus (2007)
  • 著者名/発表者名: Annoura T, Sariego I, Nara T, Makiuchi T, Fujimura T, Taka H, Mineki R, Murayama K, Aoki T
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical ResearchCommunications 358 ページ: 253-258
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antibody isotype responses to paramyosin, a vaccine candidate for schistosomiasis, and their correlations with resistance and fibrosis in patients infected with Schistosomiasis japonicum in Leyte, The Philippines (2007)
  • 著者名/発表者名: Nara T, Iizumi K, Ohmae H, Sy OS, Tsubota S, Inaba Y, Tsubouchi A, Tanabe M, Kojima S, Aoki T
  • 雑誌名: American Journal of Tropical Medicine and Hygiene 76 ページ: 384-391
• [雑誌論文] Genetic diversity and kinetic properties of Trypanosoma cruzi dihydroorotate dehydrogenase isoforms (2006)
  • 著者名/発表者名: Sariego I, Annoura T, Nara T, Hashimoto M, Tsubouchi A, Iizumi K, Makiuchi T, Murata E, Kita K, Aoki T
  • 雑誌名: Parasitology International 55 ページ: 11-16
  • NAID: 10017321391
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular cloning and characterization of ouabain-insensitive Na^+-ATPase in the parasitic protist,Trypanosoma cruzi (2006)
  • 著者名/発表者名: Iizumi K, Mikami Y, Hashimoto M, Nara T, Hara Y, Aoki T
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta-Biomembranres 1758 ページ: 738-746
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic diversity and kinetic properties of Trypanosoma cruzi dihydroorotate dehydrogenase isoforms (2006)
  • 著者名/発表者名: Sariego, I., Annoura, T., Nara, T., Hashimoto, M., Tsubouchi, A., Iizumi, K., Makiuchi, T., Murata, E., Kita, K., Aoki, T
  • 雑誌名: Parasitollnt 55 ページ: 11-16
  • NAID: 10017321391
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Molecular cloning and characterization of ouabain-insensitive Na+-ATPase in the parasitic protist, Trypanosoma cruzi (2006)
  • 著者名/発表者名: Iizumi, K., Mikami, Y., Hashimoto, M., Nara, T., Hara, Y., Aoki
  • 雑誌名: Biochim BiophysActa Biomembranes 1758 ページ: 738-746
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Molecular cloning and characterization of ouabain-insensitive Na^+-ATPase in the parasitic protist, Trypanosoma cruzi (2006)
  • 著者名/発表者名: Iizumi K, Mikami Y, Hashimoto M, Nara T, Hara Y, Aoki T
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta-Biomembranres 1758 ページ: 738-746
• [雑誌論文] Trypanosoma cruzi posttranscriptionally up-regulates and exploits cellular FLIP for inhibition of death-inducing signal (2005)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto M, N.-Shimada J, Aoki T
  • 雑誌名: Molecular Biology of the Cell 16 ページ: 3521-3528
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene expression profiles in response to Fas stimulation in Trypanosoma cruzi-infected host cells (2005)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto M, Nakajima-Shimada J, Ishidoh K, Aoki T
  • 雑誌名: International Journal for Parasitology 35 ページ: 1587-1594
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] The origin of dihydroorotate dehydrogenase genes of kinetoplastids,with special reference to their biological significance and adaptation to anaerobic,parasitic conditions (2005)
  • 著者名/発表者名: Annoura T, Nara T, Makiuchi T, Hashimoto T, Aoki T
  • 雑誌名: Journal of Molecular Evolution 60 ページ: 113-127
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibitory action of marine algae extracts on the Trypanosoma cruzi dihydroorotate dehydrogenase activity and on the protozoan growth in mammalian cells (2005)
  • 著者名/発表者名: Nara T, Kamei Y, Tsubouchi A, Annoura T, Hirota K, Iizumi K, Dohmoto Y, Ono T, Aoki T
  • 雑誌名: Parasitology International 54 ページ: 59-64
  • NAID: 10015455204
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression,purification and crystallization of Trypanosoma cruzi dihydroorotate dehydrogenase complexed with orotate (2005)
  • 著者名/発表者名: Inaoka DK, Takashima E, Osanai A, Shimizu H, Nara T, Aoki T, Harada S, Kita K
  • 雑誌名: Acta Crystallographica F61 ページ: 875-878
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antichagasic activity of komaroviquinone is due to generation of reactive oxygen species catalyzed by Trypanosoma cruzi old yellow enzyme (2005)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama N, Kabututu Z, Kubata BK, Kiuchi F, Ito M, Nakajima-Shimada J, Aoki T, Ohkubo K, Fukuzumi S, Martin SK, Honda G, Urade Y
  • 雑誌名: Antimicrobial Agents and Chemotherapy 49 ページ: 5123-5126
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Trypanosoma cruzi post-transcriptionally upregulates and exploits cellular FLIP for inhibition of death-inducing signal (2005)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, M., N.-Shimada, J., Aoki, T
  • 雑誌名: Mol Biol Cell 16 ページ: 3521-3528
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Gene Expression profiles in response to Fas stimulation in Trypanosoma cruzrinfected host cells (2005)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, M., Nakajima-Shimada, J., Ishidoh, K., Aoki, T
  • 雑誌名: Int J Parasitol 35 ページ: 1587-1594
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The origin of dihydroorotate dehydrogenase genes of kinetoplastids, with special reference to their biological significance and adaptation to anaerobic, parasitic conditions (2005)
  • 著者名/発表者名: Annoura, T., Nara, T., Makiuchi, T., Hashimoto, T., Aoki, T
  • 雑誌名: JMol Evol 60 ページ: 113-127
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Inhibitory action of marine algae extracts on the Trypanosoma cruzi dihydroorotate dehydrogenase activity and on the protozoan growth in mammalian cells (2005)
  • 著者名/発表者名: Nara, T., Kamei, Y., Tsubouchi, A., Annoura, T., Hirota, K., Iizumi, K., Dohmoto, Y, Ono, T., Aoki, T
  • 雑誌名: Parasitollnt 54 ページ: 59-64
  • NAID: 10015455204
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Expression, purification and crystallization of Trypanosoma cruzi dihydroorotate dehydrogenase complexed with orotate (2005)
  • 著者名/発表者名: Inaoka, DK., Takashima, E., Osanai, A., Shimizu, H., Nara, T., Aoki, T., Harada, S., Kita, K
  • 雑誌名: Acta Cryst F61 ページ: 875-878
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Antichagasic activity of komaroviquinone is due to generation of reactive oxygen species catalyzed by Trypanosoma cruzi old yellow enzyme (2005)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama, N., Kabututu, Z., Kubata, BK., Kiuchi, F., Ito, M., Nakajima-Shimada, J., Aoki, T., Ohkubo, K., Fukuzumi, S., Martin, SK., Honda, G., Urade, Y
  • 雑誌名: Antimicrob Agents Chemother 49 ページ: 5123-5126
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Trypanosome cruzi posttranscriptionally up-regulates and exploits cellular FLIP for inhibition of death-inducing signal (2005)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto M, N.-Shimada J, Aoki T
  • 雑誌名: Molecular Biology of the Cell 16 ページ: 3521-3528
• [雑誌論文] The origin of dihydroorotate dehydrogenase genes of kinetoplastids, with special reference to their biological significance and adaptation to anaerobic, parasitic conditions (2005)
  • 著者名/発表者名: Annoura T, Nara T, Makiuchi T, Hashimoto T, Aoki T
  • 雑誌名: Journal of Molecular Evolution 60 ページ: 113-127
• [雑誌論文] Expression, purification and crystallization of Trypanosoma cruzi dihydroorotate dehydrogenase complexed with orotate (2005)
  • 著者名/発表者名: Inaoka DK, Takashima E, Osanai A, Shimizu H, Nara T, Aoki T, Harada S, Kita K
  • 雑誌名: Acta Crystallographica F61 ページ: 875-878
• [雑誌論文] Occurrence of multiple, independent gene fusion events for the fifth and sixth enzymes of pyrimidine biosynthesis in different eukaryotic groups
  • 著者名/発表者名: Makiuchi T, Nara T, Annoura T, Hashimoto T, Aoki T
  • 雑誌名: Gene (in press)
• [図書] ハリソン内科学(原著第16版), Part 6感染症, Section 17〜19(第192〜204章)(監訳)福井次矢・黒川清(日本語版監修) (2006)
  • 著者名/発表者名: 青木 孝
  • 総ページ数: 83
  • 出版者: メディカル・サイエンス・インターナショナル,東京
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] ハリソン内科学(原著第16版)、Part 6 感染症、Section 17-19(第192-204章)(監訳) 福井次矢, 黒川清(日本語版監修) (2006)
  • 著者名/発表者名: 青木孝
  • 総ページ数: 83
  • 出版者: メディカル・サイエンス・インターナショナル、東京
• [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • URL: http://www.juntendo.ac.jp/graduate/laboratory/labo/kiseityu/k6.html
• [備考]
  • URL: http://www.juntendo.ac.jp/graduate/laboratory/labo/kiseityu/k6.html