HUS症例由来Escherichia albertiiにおける病原性遺伝子の解析

• 研究課題/領域番号: 20K07506
• 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: 国立感染症研究所
• 研究代表者: 伊豫田 淳 国立感染症研究所, 細菌第一部, 室長 (70300928)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023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); 2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: E. albertii / HUS

研究開始時の研究の概要

HUS患者便から分離したStx2f産生性のEscherichia albertii（EA）株などを用いて、EAに存在する3種類の3型蛋白質輸送装置（T3SS）すなわち、LEE、ETT2、べん毛の発現制御機構の解明と新規T3エフェクターの同定を目指す。さらに、Stx2のサブタイプとして近年重症例に散見されるStx2fの発現制御機構および細胞毒性について、上記のT3SSの機能解析と共に培養細胞レベルで解析する計画である。

研究実績の概要

溶血性尿毒症症候群を発症した患者から我々が分離したEscherichia albertii（EA）は他の臨床分離株と同様、宿主細胞への強固な接着に必要な病原性遺伝子群であるlocus of enterocyte effacement (LEE)を保有する。LEEの重要な発現制御因子として我々が腸管出血性大腸菌（enterohemorrhagic E. coli: EHEC）において以前に同定したpch遺伝子群（pchA-E）のうち、上記のEA株にはpchBと相同性の高い遺伝子（pchB）が存在する。これまでの研究成果から、EAにおいてもこのpchBが実際にLEE遺伝子群の発現制御遺伝子として機能するが、EAのpchBはEHECでLEEの発現活性化因子として機能しているpchAおよびpchBが発現抑制を受ける富栄養培養条件下で発現誘導が起こることを見い出した。当該EA株の詳細な全ゲノム配列解析から、EHECでこれまでに同定されたpchA-Eとは配列が異なるpchが存在することが明らかとなった。そこで、この遺伝子をpchFと名付け、上記のpchBと同様に機能解析を行った。pchFの欠損株では、LEEにコードされる3型分泌タンパク質の発現が顕著に低下し、その低下レベルはpchB欠損株よりも顕著であった。pchF欠損株の表現型はpchFおよびpchBを運ぶ低コピープラスミドで相補可能であること、pchB欠損株もpchFプラスミドで相補可能であることから、当該EA株ではpchFがLEEの遺伝子群発現に最も重要な制御遺伝子であることが明らかとなった。pchBおよびpchFの有無を他のゲノム完了EA株でサーチしたところ、他のEA株においても両者が存在することが明らかとなった。以上の結果から、EAにおけるLEEの遺伝子発現にはpchBとpchFが重要であることが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Complete genome sequence of eight LEE-negative Shiga toxin-producing <i>Escherichia coli</i> strains isolated from patients with hemolytic-uremic syndrome (2024)
  • 著者名/発表者名: Kubomura Akiko、Lee Kenichi、Ohnishi Makoto、Iyoda Sunao、Akeda Yukihiro、Working Group EHEC
  • 雑誌名: Microbiology Resource Announcements 巻: 13 号: 1 ページ: 1-4
  • DOI: 10.1128/mra.00591-23
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Combined usage of serodiagnosis and O antigen typing to isolate Shiga toxin-producing Escherichia coli O76:H7 from a hemolytic uremic syndrome case and genomic insights from the isolate (2024)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Lee, Atsushi Iguchi, Chikako Terano, Hiroshi Hataya, Junko Isobe, Kazuko Seto, Nozomi Ishijima, Yukihiro Akeda, Makoto Ohnishi, Sunao Iyoda, EHEC Working Group in Japan
  • 雑誌名: Microbiology Spectrum 巻: 12 号: 1
  • DOI: 10.1128/spectrum.02355-23
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Atypical diarrhoeagenic <i>Escherichia coli</i> in milk related to a large foodborne outbreak (2023)
  • 著者名/発表者名: Hirose Shouhei、Ohya Kenji、Yoshinari Tomoya、Ohnishi Takahiro、Mizukami Katsumi、Suzuki Tomikatsu、Takinami Kenji、Suzuki Takayoshi、Lee Kenichi、Iyoda Sunao、Akeda Yukihiro、Yahata Yuichiro、Tsuchihashi Yuuki、Sunagawa Tomimasa、Hara-Kudo Yukiko
  • 雑誌名: Epidemiology and Infection 巻: 151
  • DOI: 10.1017/s0950268823001395
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Global population structure, genomic diversity and carbohydrate fermentation characteristics of clonal complex 119 (CC119), an understudied Shiga toxin-producing E. coli (STEC) lineage including O165:H25 and O172:H25 (2023)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Keiji、Seto Kazuko、Lee Kenichi、Ooka Tadasuke、Gotoh Yasuhiro、Taniguchi Itsuki、Ogura Yoshitoshi、Mainil Jacques Georges、Pi?rard Denis、Harada Tetsuya、Etoh Yoshiki、Ueda Saori、Hamasaki Mitsuhiro、Isobe Junko、Kimata Keiko、Narimatsu Hiroshi、Yatsuyanagi Jun、Ohnishi Makoto、Iyoda Sunao、Hayashi Tetsuya
  • 雑誌名: Microbial Genomics 巻: 9 号: 3 ページ: 000959-000959
  • DOI: 10.1099/mgen.0.000959
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Alteration of a Shiga toxin-encoding phage associated with a change in toxin production level and disease severity in Escherichia coli (2023)
  • 著者名/発表者名: Miyata Tatsuya、Taniguchi Itsuki、Nakamura Keiji、Gotoh Yasuhiro、Yoshimura Dai、Itoh Takehiko、Hirai Shinichiro、Yokoyama Eiji、Ohnishi Makoto、Iyoda Sunao、Ogura Yoshitoshi、Hayashi Tetsuya
  • 雑誌名: Microbial Genomics 巻: 9 号: 2
  • DOI: 10.1099/mgen.0.000935
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Real-time PCR assays to detect 10 Shiga toxin subtype (Stx1a, Stx1c, Stx1d, Stx2a, Stx2b, Stx2c, Stx2d, Stx2e, Stx2f, and Stx2g) genes (2023)
  • 著者名/発表者名: Harada Tetsuya、Wakabayashi Yuki、Seto Kazuko、Lee Kenichi、Iyoda Sunao、Kawatsu Kentaro
  • 雑誌名: Diagnostic Microbiology and Infectious Disease 巻: 105 号: 3 ページ: 115874-115874
  • DOI: 10.1016/j.diagmicrobio.2022.115874
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of constant cell elongation and Sfm pili synthesis in <i>Escherichia coli</i> via two active forms of <scp>FimZ</scp> orphan response regulator (2022)
  • 著者名/発表者名: Ogawa Ayano、Kojima Fumika、Miyake Yukari、Yoshimura Miho、Ishijima Nozomi、Iyoda Sunao、Sekine Yasuhiko、Yamanaka Yuki、Yamamoto Kaneyoshi
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 27 号: 11 ページ: 657-674
  • DOI: 10.1111/gtc.12982
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Multijurisdictional Outbreak of Enterohemorrhagic Escherichia coli O157 Caused by Consumption of Ready-to-Eat Grilled Skewered Meat in Niigata, Japan (2022)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Sato, Yuichiro Yahata, Hiroyuki Taira, Tetsuya Saito, Teruyuki Ishii, Satoru Yamazaki, Kazunari Yamamoto, Ryoko Kikuchi, Hidemasa Izumiya, Sunao Iyoda, Makoto Ohnishi, Yoshiki Takahashi
  • 雑誌名: Foodborne Pathogens and Disease 巻: - 号: 6 ページ: 400-407
  • DOI: 10.1089/fpd.2021.0083
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Subtilase cytotoxin from Shiga-toxigenic Escherichia coli impairs the inflammasome and exacerbates enteropathogenic bacterial infection. (2022)
  • 著者名/発表者名: Tsutsuki Hiroyasu, Zhang Tianli, Yahiro Kinnosuke, Ono Katsuhiko, Fujiwara Yukio, Iyoda Sunao, Wei Fan-Yan, Monde Kazuaki, Seto Kazuko, Ohnishi Makoto, Oshiumi Hiroyuki, Akaike Takaaki, Sawa Tomohiro.
  • 雑誌名: iScience 巻: 25 号: 4 ページ: 104050-104050
  • DOI: 10.1016/j.isci.2022.104050
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The global population structure and evolutionary history of the acquisition of major virulence factor-encoding genetic elements in Shiga toxin-producing Escherichia coli O121:H19 (2021)
  • 著者名/発表者名: Nishida Ruriko、Nakamura Keiji、Taniguchi Itsuki、et al.
  • 雑誌名: Microbial Genomics 巻: 7 号: 12 ページ: 000716-000716
  • DOI: 10.1099/mgen.0.000716
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A novel endoplasmic stress mediator, Kelch domain containing 7B (KLHDC7B), increased Harakiri (HRK) in the SubAB-induced apoptosis signaling pathway (2021)
  • 著者名/発表者名: Yahiro Kinnosuke、Ogura Kohei、Tsutsuki Hiroyasu、Iyoda Sunao、Ohnishi Makoto、Moss Joel
  • 雑誌名: Cell Death Discovery 巻: 7 号: 1 ページ: 360-360
  • DOI: 10.1038/s41420-021-00753-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] An outbreak of food poisoning due to <i>Escherichia coli</i> serotype O7:H4 carrying <i>astA</i> for enteroaggregative <i>E. coli</i> heat-stable enterotoxin1 (EAST1) (2021)
  • 著者名/発表者名: Kashima K.、Sato M.、Osaka Y.、Sakakida N.、Kando S.、Ohtsuka K.、Doi R.、Chiba Y.、Takase S.、Fujiwara A.、Shimada S.、Ishii R.、Mizokoshi A.、Takano M.、Lee K.、Iyoda S.、Honda A.
  • 雑誌名: Epidemiology and Infection 巻: 149
  • DOI: 10.1017/s0950268821002338
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Collateral effects of deletion of nlpD on rpoS and rpoS-dependent genes (2021)
  • 著者名/発表者名: Tsunoi Manami、Iyoda Sunao、Iwase Tadayuki
  • 雑誌名: Journal of Clinical Investigation 巻: 131 号: 18
  • DOI: 10.1172/jci152693
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Stabilizing Genetically Unstable Simple Sequence Repeats in the Campylobacter jejuni Genome by Multiplex Genome Editing: a Reliable Approach for Delineating Multiple Phase-Variable Genes (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Shouji、Iyoda Sunao、Ohnishi Makoto
  • 雑誌名: mBio 巻: 12 号: 4
  • DOI: 10.1128/mbio.01401-21
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] RNA‐binding protein Hfq downregulates locus of enterocyte effacement‐encoded regulators independent of small regulatory RNA in enterohemorrhagic <i>Escherichia coli</i> (2021)
  • 著者名/発表者名: Sudo Naoki、Lee Kenichi、Sekine Yasuhiko、Ohnishi Makoto、Iyoda Sunao
  • 雑誌名: Molecular Microbiology 巻: 117 号: 1 ページ: 86-101
  • DOI: 10.1111/mmi.14799
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Diversity of the Tellurite Resistance Gene Operon in Escherichia coli (2021)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Thi Thu Huong、Kikuchi Taisei、Tokunaga Tadaaki、Iyoda Sunao、Iguchi Atsushi
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 12 ページ: 681175-681175
  • DOI: 10.3389/fmicb.2021.681175
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Whole-Genome Sequencing of Shiga Toxin?Producing Escherichia coli OX18 from a Fatal Hemolytic Uremic Syndrome Case (2021)
  • 著者名/発表者名: Lee Kenichi、Iguchi Atsushi、Uda Kazuhiro、Matsumura Sohshi、Miyairi Isao、Ishikura Kenji、Ohnishi Makoto、Seto Junji、Ishikawa Kanako、Konishi Noriko、Obata Hiromi、Furukawa Ichiro、Nagaoka Hiromi、Morinushi Hirotaka、Hama Natsuki、Nomoto Ryohei、Nakajima Hiroshi、Kariya Hideaki、Hamasaki Mitsuhiro、Iyoda Sunao
  • 雑誌名: Emerging Infectious Diseases 巻: 27 号: 5 ページ: 1509-1512
  • DOI: 10.3201/eid2705.204162
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Multiple-Locus Variable-Number Tandem Repeat Analysis Scheme for Non-O157 Shiga Toxin-Producing <i>Escherichia coli</i>: Focus on Serogroups O103, O121, O145, O165, and O91 (2020)
  • 著者名/発表者名: Izumiya Hidemasa、Lee Kenichi、Ishijima Nozomi、Iyoda Sunao、Ohnishi Makoto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Infectious Diseases 巻: 73 号: 6 ページ: 481-490
  • DOI: 10.7883/yoken.JJID.2020.095
  • NAID: 130007942241
  • ISSN: 1344-6304, 1884-2836
  • 年月日: 2020-11-30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distribution of Novel Og Types in Shiga Toxin-Producing Escherichia coli Isolated from Healthy Cattle (2020)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Thi Thu Huong、Iguchi Atsushi、Ohata Ritsuko、Kawai Hisahiro、Ooka Tadasuke、Nakajima Hiroshi、Iyoda Sunao
  • 雑誌名: Journal of Clinical Microbiology 巻: 59 号: 3
  • DOI: 10.1128/jcm.02624-20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Subtilase cytotoxin induces a novel form of Lipocalin 2, which promotes Shiga-toxigenic Escherichia coli survival. (2020)
  • 著者名/発表者名: Yahiro, K., Ogura, K., Goto, Y., Iyoda, S., Kobayashi, T., Takeuchi, H., Ohnishi, M., Moss, J.
  • 雑誌名: Scientific Reports. 巻: 10 号: 1 ページ: 18943-18943
  • DOI: 10.1038/s41598-020-76027-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Additional Og-Typing PCR Techniques Targeting Escherichia coli-Novel and Shigella-Unique O-Antigen Biosynthesis Gene Clusters (2020)
  • 著者名/発表者名: Iguchi Atsushi、Nishii Hironobu、Seto Kazuko、Mitobe Jiro、Lee Kenichi、Konishi Noriko、Obata Hiromi、Kikuchi Taisei、Iyoda Sunao
  • 雑誌名: Journal of Clinical Microbiology 巻: 58 号: 11
  • DOI: 10.1128/jcm.01493-20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Global distribution of epidemic-related Shiga toxin 2 encoding phages among enteroaggregative Escherichia coli (2020)
  • 著者名/発表者名: Kimata Keiko、Lee Kenichi、Watahiki Masanori、Isobe Junko、Ohnishi Makoto、Iyoda Sunao
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 11738-11738
  • DOI: 10.1038/s41598-020-68462-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 重症例由来腸管出血性大腸菌の細菌学的特徴について (2023)
  • 著者名/発表者名: 伊豫田 淳，李 謙一
  • 学会等名: 第 96 回日本細菌学会総会 シンポジウム S5 食中毒研究の最前線
  • 招待講演
• [学会発表] マルチプレックスゲノム編集を用いてCampylobacter jejuniの表現型を制御する (2022)
  • 著者名/発表者名: 山本章治，伊豫田淳，大西 真
  • 学会等名: 第95回日本細菌学会総会
• [学会発表] 大腸菌 O103:H2 国内分離株とデータベース株を用いた高精度系統 解析及び完全長配列決定株のゲノム構造比較 (2022)
  • 著者名/発表者名: 谷口愛樹，中村佳司，後藤恭宏，李謙一，大岡唯祐，小椋義俊，大西真，伊豫田淳，林哲也
  • 学会等名: 第95回日本細菌学会総会
• [学会発表] 大腸菌における亜テルル酸耐性オペロンの多様性 (2022)
  • 著者名/発表者名: 井口純，Thi Thu Huong Nguyen，菊地泰生，伊豫田淳
  • 学会等名: 第95回日本細菌学会総会
• [学会発表] 完全長配列を用いたEHEC O157 clade 8のゲノムと Stx2ファー ジの多様性解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 宮田達弥，谷口愛樹，中村 佳司，後藤恭宏，小椋義俊，大西真，伊豫田淳，林哲也
  • 学会等名: 第95回日本細菌学会総会
• [学会発表] SubABにより発現するKLHDC7BはHarakiriを誘導し細胞死を引き起こす (2022)
  • 著者名/発表者名: 八尋錦之助，小倉康平，津々木 博康，伊豫田淳，大西真
  • 学会等名: 第95回日本細菌学会総会
• [学会発表] 腸管出血性大腸菌O157における変異型亜テルル酸耐性遺伝子tehAによる耐性増強 (2022)
  • 著者名/発表者名: 赤坂龍矢，松本裕子，李謙一，小泉充正，佐藤寿夫，明田幸宏，大西真，伊豫田淳
  • 学会等名: 第95回日本細菌学会総会
• [備考] 腸管出血性大腸菌 (EHEC) 検査・診断マニュアル
  • URL: https://www.niid.go.jp/niid/images/lab-manual/EHEC20210907.pdf