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歯周病細菌の9型分泌機構(T9SS)の発現調節におけるフィードバック制御の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K09921
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57020:病態系口腔科学関連
研究機関長崎大学

研究代表者

中山 浩次  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 客員研究員 (80150473)

研究分担者 雪竹 英治  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 技術職員 (30380984)
庄子 幹郎  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 准教授 (10336175)
内藤 真理子  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (20244072)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード細菌 / 病原性 / 歯学 / 歯周病 / 分泌 / 調節 / 生体分子 / 感染症
研究開始時の研究の概要

病原細菌の多くは毒素、プロテアーゼなどの酵素、凝集素などを菌体表面および菌体外に分泌する。私たちは9型分泌機構(T9SS)を世界に先駆けて歯周病細菌ジンジバリス菌にて発見した。ジンジパインなどの本菌の重要な病原因子はT9SSで分泌される。T9SSは二成分制御系とECFシグマ因子の直列シグナル経路により発現調節されるが、調節系の全体像は不明であった。本研究は、このシグナル経路の上流に位置する新規の外膜タンパク質PorAによるフィードバック制御を解明することにあり、その成果は歯周病細菌を始めとするバクテロイデーテス門細菌のT9SSをコントロールする方法の開発という応用研究に発展する可能性がある。

研究成果の概要

歯周病細菌ポルフィロモナス・ジンジバリスの9型分泌機構(T9SS)の発現に関わるPorAはシグナルペプチド-FimH類似領域-CTD領域で構成されるタンパク質である。FimH類似領域はT9SS発現へのPorAの関与には無関係であり、CTD[PorA]が機能領域であることがわかった。さらに、CTD[PorA]はPorYセンサータンパク質のペリプラズム領域と結合することがわかった。ペリプラズム内でのCTD[PorA]量がPorA-PorY-PorX-SigPシグナル経路によるT9SS構成タンパク質群の発現を調節することが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

歯周病細菌ポルフィロモナス・ジンジバリスは病原性プロテアーゼであるジンジパインなどの病原因子をT9SSで菌体表面や菌体外に分泌する。歯周病の治療戦略として本細菌のT9SSを標的とする分子標的薬の開発が有効と思われる。T9SSの発現を調節する分子機構に関わるPorAタンパク質の詳細な解析は分子標的薬を構築する上でPorA分子内のどこを標的とする化合物がT9SSを制御する可能性があるかを示唆しており、分子標的薬開発に寄与すると考えられる。

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

    (16件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 6件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (4件)

  • [国際共同研究] University of Wisconsin-Milwaukee(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Filamentous structures in the cell envelope are associated with bacteroidetes gliding machinery2023

    • 著者名/発表者名
      Shibata Satoshi, Tahara Yuhei O., Katayama Eisaku, Kawamoto Akihiro, Kato Takayuki, Zhu Yongtao, Nakane Daisuke, Namba Keiichi, Miyata Makoto, McBride Mark J., Nakayama Koji
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 6 号: 1 ページ: 94-94

    • DOI

      10.1038/s42003-023-04472-3

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Porphyromonas gingivalis Gingipains Induce Cyclooxygenase-2 Expression and Prostaglandin E2 Production via ERK1/2-Activated AP-1 (c-Jun/c-Fos) and IKK/NF-κB p65 Cascades2022

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Masaaki、Naito Mariko、Omori Kazuhiro、Ono Shintaro、Nakayama Koji、Ohara Naoya
    • 雑誌名

      The Journal of Immunology

      巻: 208 号: 5 ページ: 1146-1154

    • DOI

      10.4049/jimmunol.2100866

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Insertional Inactivation and Gene Complementation of Prevotella intermedia Type IX Secretion System Reveals Its Indispensable Roles in Black Pigmentation, Hemagglutination, Protease Activity of Interpain A, and Biofilm Formation2022

    • 著者名/発表者名
      Naito M, Shoji M, Sato K, Nakayama K
    • 雑誌名

      Journal of Bacteriology

      巻: 204(8) 号: 8

    • DOI

      10.1128/jb.00203-22

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Colony spreading of the gliding bacterium Flavobacterium johnsoniae in the absence of the motility adhesin SprB2021

    • 著者名/発表者名
      Sato Keiko、Naya Masami、Hatano Yuri、Kondo Yoshio、Sato Mari、Narita Yuka、Nagano Keiji、Naito Mariko、Nakayama Koji、Sato Chikara
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 697-697

    • DOI

      10.1038/s41598-020-79762-5

    • NAID

      120006956183

    • 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
  • [雑誌論文] Transport and Polymerization of Porphyromonas gingivalis Type V Pili2020

    • 著者名/発表者名
      Shoji M, Shibata S, Naito M, Nakayama K.
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Microbiology

      巻: 2210 ページ: 61-73

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-0939-2_7

    • ISBN
      9781071609385, 9781071609392
    • 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] PorA, a conserved C-terminal domain-containing protein, impacts the PorXY-SigP signaling of the type IX secretion system.2020

    • 著者名/発表者名
      Yukitake H, Shoji M, Sato K, Handa Y, Naito M, Imada K, Nakayama K.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10(1) 号: 1 ページ: 21109-21109

    • DOI

      10.1038/s41598-020-77987-y

    • NAID

      120006980768

    • 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
  • [雑誌論文] Structure of polymerized type V pilin reveals assembly mechanism involving protease-mediated strand exchange2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Shibata, Mikio Shoji, Kodai Okada, Hideyuki Matsunami, Melissa Matthews, Katsumi Imada, Koji Nakayama and Matthias Wolf
    • 雑誌名

      Nature Microbiology

      巻: - 号: 6 ページ: 830-837

    • DOI

      10.1038/s41564-020-0705-1

    • 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] Type IX Secretion System Cargo Proteins Are Glycosylated at the C Terminus with a Novel Linking Sugar of the Wbp/Vim Pathway.2020

    • 著者名/発表者名
      Veith PD, Shoji M, O'Hair RAJ, Leeming MG, Nie S, Glew MD, Reid GE, Nakayama K, Reynolds EC.
    • 雑誌名

      mBio

      巻: 11(5) 号: 5

    • DOI

      10.1128/mbio.01497-20

    • 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] PorM, a core component of bacterial type IX secretion system, forms a dimer with a unique kinked-rod shape2020

    • 著者名/発表者名
      Sato Keiko、Okada Kodai、Nakayama Koji、Imada Katsumi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 532 号: 1 ページ: 114-119

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.08.018

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biogenesis of Type V pili.2020

    • 著者名/発表者名
      Shoji M, Shibata S, Sueyoshi T, Naito M, Nakayama K.
    • 雑誌名

      Microbiology and Immunology

      巻: 64(10) 号: 10 ページ: 643-656

    • DOI

      10.1111/1348-0421.12838

    • NAID

      120006988474

    • 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] Effect of Porphyromonas gingivalis infection on gut dysbiosis and resultant arthritis exacerbation in mouse model2020

    • 著者名/発表者名
      Hamamoto Yuta、Ouhara Kazuhisa、Munenaga Syuichi、Shoji Mikio、Ozawa Tatsuhiko、Hisatsune Jyunzo、Kado Isamu、Kajiya Mikihito、Matsuda Shinji、Kawai Toshihisa、Mizuno Noriyoshi、Fujita Tsuyoshi、Hirata Shintaro、Tanimoto Kotaro、Nakayama Koji、Kishi Hiroyuki、Sugiyama Eiji、Kurihara Hidemi
    • 雑誌名

      Arthritis Research & Therapy

      巻: 22 号: 1 ページ: 249-249

    • DOI

      10.1186/s13075-020-02348-z

    • 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] The T9SS cargo protein PorA binds to a sensor kinase PorY to regulate the T9SS gene regulation2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤李香, 雪竹英治, 庄子幹郎, 藤原卓, 中山浩次, 内藤真理子
    • 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] Porphyromonas gingivalisジンジパインによるPLCを介したCOX-2発現とPGE2産生の分子機序2023

    • 著者名/発表者名
      中山真彰, 山口智之, 内藤真理子, 中山浩次, 大原直也
    • 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] 9型分泌機構の遺伝子発現制御に関わるPorAタンパク質のシグナル活性化機構2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤李香, 雪竹英治, 庄子幹郎, 田上直美, 藤原卓, 中山浩次, 内藤真理子
    • 学会等名
      九州微生物フォーラム2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] T9SS CTDタンパク質の一つであるPorAはT9SS構成タンパク質の遺伝子発現調節に関わる2021

    • 著者名/発表者名
      雪竹英治、庄子幹郎、佐藤啓子、反田祐介、内藤真理子、今田勝巳、中山浩次
    • 学会等名
      日本細菌学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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