強毒性志賀毒素2含有エキソソーム産生抑制による新規腸管出血性大腸菌感染症治療戦略

• 研究課題/領域番号: 18K07128
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分49050:細菌学関連
• 研究機関: 同志社大学
• 研究代表者: 高橋 美帆 同志社大学, 生命医科学部, 助教 (00446569)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 志賀毒素 / エキソソーム（エクソソーム） / 小胞輸送 / プロテインキナーゼ / エキソソーム / ペプチドアレイ / エクソソーム / キナーゼ / 基質ペプチドアレイ / Shia toxin (Stx)

研究成果の概要

志賀毒素2（Stx2)は標的細胞内に取り込まれた後、積極的に細胞外へ放出されており、一部のStx2はexosome結合型となっている。このStx2の細胞外放出に関与する細胞内小胞輸送関連因子を明らかにするために各種siRNAを用いて解析したところ、Stx2はRab11b特異的な経路を介して細胞外へ放出されていること、Rab11a, Rab27a, Rab27b, Rab35は関与しないことが明らかとなった。またキナーゼ基質ペプチドアレイを用いた検討より、Stxが細胞内に取り込まれた後、Stx1とStx2とでは、細胞内で活性化されるキナーゼに違いがあることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Stx2が細胞内に取り込まれた後、その一部がエキソソームに結合した状態（exo-Stx2）で細胞外へ放出されるが、このexo-Stx2をマウスに静脈投与した場合、遊離型Stx2に比べマウスに対する個体毒性が増強することがわかっている。従って、exo-Stx2がどのような分子機構で産生されているのかを明らかにし、さらにその産生を制御する分子を同定できれば、Stx2の強毒性に関わる分子を標的とした新しい腸管出血性大腸菌感染症治療薬が開発可能となることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] A nontoxigenic form of Shiga toxin 2 suppresses the production of amyloid b by altering the intracellular transport of amyloid precursor protein through its receptor-binding B-subunit (2021)
  • 著者名/発表者名: Waka Sato, Miho Watanabe-Takahashi, Takashi Hamabata, Koichi Furukawa, Satoru Funamoto, Kiyotaka Nishikawa
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 557 ページ: 247-253
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.04.015
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of a peptide motif that potently inhibits two functionally distinct subunits of Shiga toxin (2021)
  • 著者名/発表者名: Miho Watanabe-Takahashi, Masakazu Tamada, Miki Senda, Masahiro Hibino, Eiko Shimizu, Akiko Okuta, Atsuo Miyazawa, Toshiya Senda, Kiyotaka Nishikawa
  • 雑誌名: Communications biology 巻: 538 号: 1 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1038/s42003-021-02068-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Exosome-associated Shiga toxin 2 is released from cells and causes severe toxicity in mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Watanabe-Takahashi, M., Yamasaki, S., Murata, M., Kano, F., Motoyama, J., Yamate, J., Omi, J., Sato, W., Ukai, H., Shimasaki, K., Ikegawa, M., Tamura-Nakano, M., Yanoshita, R., Nishino, Y., Miyazawa, A., Natori, Y., Toyama-Sorimachi, N., Nishikawa, N.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 8 号: 1 ページ: 10776-10776
  • DOI: 10.1038/s41598-018-29128-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Exosome-associated Shiga toxin 2 is released from cells and causes severe toxicity in mice. (2018)
  • 著者名/発表者名: Miho Watanabe-Takahashi, Jun Motoyama, Jyoji Yamate, Shinji Yamasaki and Kiyotaka Nishikawa
  • 学会等名: VTEC2018
  • 国際学会