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腸管出血性大腸菌毒素SubABのレドックス活性化機構とその感染病態制御法の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K08823
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54030:感染症内科学関連
研究機関熊本大学

研究代表者

津々木 博康  熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 講師 (40586608)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード細菌毒素 / 腸管出血性大腸菌 / レドックス / 小胞体ストレス / Subtilase cytotoxin
研究開始時の研究の概要

腸管出血性大腸菌(EHEC)が産生するSubtilase cytotoxin(SubAB)は、AサブユニットとBサブユニットから構成されるAB型毒素であり、EHECの重要な病原因子と考えられている。応募者は、SubABが宿主細胞に侵入し、標的分子である小胞体のBiPを切断する過程において酸化還元(レドックス)調節による活性化を受けていることを見出した。SubABはAサブユニットにジスルフィド結合をもつことが報告されており、宿主レドックス関連分子による調節がSubABの毒性に関わることが示唆される。本研究では、宿主レドックス関連分子の同定と阻害剤の探索、マウス感染モデルを用いた治療評価を行う。

研究成果の概要

Subtilase cytotoxin(SubAB)は、腸管出血性大腸菌が産生する毒素であり、宿主小胞体シャペロン蛋白質であるBiPを切断することで小胞体ストレス性の細胞毒性を示す。本研究では、SubABの毒性発現に関わる宿主の酸化還元(レドックス)調節因子の探索とその機序を調べ、複数の宿主レドックス因子がSubABのBiP切断に関わることを見出した。またそれらの因子を標的としたSubABの制御法を調べ、生体防御因子である一酸化窒素が阻害効果を示すことが分かった。本研究は、SubABが小胞体に到達しBiPを切断する過程を阻害できる新たなレドックス制御戦略の開発に繋がることが期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

日本でSubAB産生EHECによる集団食中毒が起こった場合、重症化を防ぐ対策は整っていない。SubABの毒性発現機序、Stxとの相互作用や合併症(溶血性尿毒症症候群)との関連、感染病態におけるSubABの役割は不明な点が多い。一般に、EHEC感染症では、抗生剤を用いると溶菌し、菌体から大量の毒素が漏出し病態が悪化することが懸念されるため、その使用は推奨されていない。解決策として、抗生剤と併用できる毒素の阻害剤の開発が有効であると考えられる。本研究はSubABを阻害する薬剤の開発という革新的な治療戦略の構築に繋がる点で学術的的および社会的意義をもつ。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Controlled Delivery of an Anti-Inflammatory Toxin to Macrophages by Mutagenesis and Nanoparticle Modification.2022

    • 著者名/発表者名
      Harada Ayaka, Tsutsuki Hiroyasu, Zhang Tianli, Yahiro Kinnosuke, Sawa Tomohiro, Niidome Takuro.
    • 雑誌名

      Nanomaterials

      巻: 12 号: 13 ページ: 2161-2161

    • DOI

      10.3390/nano12132161

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Non-canonical inflammasome activation analysis in a mouse model of Citrobacter rodentium infection2022

    • 著者名/発表者名
      Tsutsuki Hiroyasu、Zhang Tianli、Yahiro Kinnosuke、Toyomoto Touya、Sawa Tomohiro
    • 雑誌名

      STAR Protocols

      巻: 3 号: 4 ページ: 101741-101741

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2022.101741

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 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

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] New insights into the regulatory roles of glutathione in NLRP3-inflammasome-mediated immune and inflammatory responses2022

    • 著者名/発表者名
      Zhang Tianli、Tsutsuki Hiroyasu、Li Xiaoyan、Sawa Tomohiro
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 171 号: 4 ページ: 367-377

    • DOI

      10.1093/jb/mvab158

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ATP exposure stimulates glutathione efflux as a necessary switch for NLRP3 inflammasome activation.2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang, T., Tsutsuki, H., Islam, W., Ono, K., Takeda, K., Akaike, T. and Sawa, T.
    • 雑誌名

      Redox Biology

      巻: 41 ページ: 101930-101930

    • DOI

      10.1016/j.redox.2021.101930

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Host response to the Subtilase cytotoxin produced by locus of enterocyte effacement (LEE)-negative Shiga-toxigenic Escherichia coli (STEC)2020

    • 著者名/発表者名
      Tsutsuki, H. Ogura, K. Moss, J. Yahiro, K.
    • 雑誌名

      Microbiology and Immunology.

      巻: 64 号: 10 ページ: 657-665

    • DOI

      10.1111/1348-0421.12841

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 腸管出血性大腸菌毒素SubABの毒性発現に関与する宿主レドックス調節の解析2023

    • 著者名/発表者名
      津々木 博康, 張 田力, 八尋 錦之助、赤池 孝章, 澤 智裕
    • 学会等名
      第22回分子予防環境医学研究会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 志賀毒素産生性大腸菌毒素SubABの毒性に関わる宿主レドックス調節機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      津々木 博康, 張 田力, 八尋 錦之助、赤池 孝章, 澤 智裕
    • 学会等名
      第96回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Inhibitory mechanisms of enterohemorrhagic Escherichia coli toxin SubAB by nitric oxide2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroyasu Tsutsuki, Tianli Zhang, Takaaki Akaike, Tomohiro Sawa
    • 学会等名
      Nitric Oxide Gordon Research Conference
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 腸管出血性大腸菌毒素SubABの毒性発現に関わるレドックス調節機構2022

    • 著者名/発表者名
      津々木 博康, 張 田力, 八尋 錦之助、赤池 孝章, 澤 智裕
    • 学会等名
      第75回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 腸管出血性大腸菌毒素SubABの毒性に関わる宿主レドックス調節機構2022

    • 著者名/発表者名
      津々木 博康, 張 田力, 八尋 錦之助、赤池 孝章, 澤 智裕
    • 学会等名
      第33回日本生体防御学会学術総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 志賀毒素産生性大腸菌毒素SubA、Bの毒性発現に関わるレドックス調節機構2022

    • 著者名/発表者名
      津々木 博康, 張 田力, 八尋 錦之助、赤池 孝章, 澤 智裕
    • 学会等名
      第68回トキシンシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Host redox regulatory mechanisms involved in the pathogenicity of enterohemorrhagic Escherichia coli toxin SubAB2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroyasu Tsutsuki, Tianli Zhang, Kinnosuke Yahiro, Takaaki Akaike, Tomohiro Sawa
    • 学会等名
      The 12th International Conference on the Biology, Chemistry, and Therapeutic Applications of Nitric Oxide. REDOX WEEK in SENDAI 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 腸管出血性大腸菌毒素Subtilase cytotoxinの毒性発現に対する活性窒素種の阻害機構2022

    • 著者名/発表者名
      津々木 博康、張 田力、八尋 錦之助、赤池 孝章、澤 智裕
    • 学会等名
      第21回分子予防環境医学研究会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 宿主防御機構に及ぼす志賀毒素産生性大腸菌毒素subtilase cytotoxinの影響2022

    • 著者名/発表者名
      津々木 博康、八尋 錦之助、赤池 孝章、澤 智裕
    • 学会等名
      第95回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸管出血性大腸菌毒素Subtilase cytotoxinに対する活性窒素種の阻害作用2021

    • 著者名/発表者名
      津々木 博康、張 田力、八尋 錦之助、小野 勝彦、赤池 孝章、澤 智裕
    • 学会等名
      第74回日本酸化ストレス学会 第21回日本NO学会合同学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 活性窒素種による腸管出血性大腸菌毒素subtilase cytotoxin阻害機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      津々木 博康、張 田力、八尋 錦之助、赤池 孝章、澤 智裕
    • 学会等名
      第32回日本生体防御学会学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 志賀毒素産生性大腸菌毒素Subtilase cytotoxinに対する活性窒素種の作用機序の解明2021

    • 著者名/発表者名
      津々木博康、張田力、八尋錦之助、小野勝彦、赤池孝章、澤智裕
    • 学会等名
      第67回トキシンシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 腸管出血性大腸菌毒素Subtilase cytotoxinの毒性に及ぼす活性窒素種の影響2021

    • 著者名/発表者名
      津々木 博康、張 田力、八尋 錦之助、赤池 孝章、澤 智裕
    • 学会等名
      第20回分子予防環境医学研究会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 一酸化窒素による腸管出血性大腸菌毒素Subtilase cytotoxinの阻害機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      津々木 博康、張 田力、八尋 錦之助、小野 勝彦、赤池 孝章、澤 智裕
    • 学会等名
      第94回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 腸管出血性大腸菌毒素Subtilase cytotoxinの細胞毒性に関わるレドックス調節機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      津々木 博康、張 田力、八尋 錦之助、小野 勝彦、赤池 孝章、澤 智裕
    • 学会等名
      第73回日本酸化ストレス学会 第20回日本NO学会合同学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 腸管出血性大腸菌毒素SubABによる宿主自然免疫抑制機構2020

    • 著者名/発表者名
      津々木 博康
    • 学会等名
      第31回日本生体防御学会学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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