ボツリヌスHAと腸管上皮細胞の相互作用の解明

• 研究課題/領域番号: 21390128
• 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: 細菌学(含真菌学)
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 藤永 由佳子 大阪大学, 微生物病研究所, その他 (60252954)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2011年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2010年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2009年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: 微生物 / 細菌 / 毒素 / 上皮細胞バリア

研究概要

ボツリヌス神経毒素は、腸管上皮バリアを通過して血中に移行することによって、ボツリヌス食中毒を発症させる。巨大タンパク質分子である本毒素がこのバリアを通過する機構は不明な点が多い。最近申請者らは、毒素に結合しているHA (Hemagglutinin)が腸管上皮細胞バリアを突破する新規機能を持つことを発見した。その1つにtranscytosisを促進する機能がある。本年度は、HAによるtranscytosis経路(細胞側)の解析を中心に行った。
[HAが結合する腸管上皮アピカル側の分子の探索]
前年度までの解析を含めて、HAはin situマウス結紮腸管およびin vitro培養細胞(Caco-2)で、transcytosisを引き起こすことが、コンフォーカル顕微鏡を用いたイメージング解析で明らかになってきた。今年度は、腸管上皮アピカル側膜上に存在し、HAが結合することにより、transcytosisを引き起こす分子の探索を行った。その結果、pull down法により、HAと結合するいくつかの膜タンパク質が得られた。そこで、それらについて、HA側の結合ドメインの解析を進めている。また、それらのタンパク質のノックアウトマウスを用いたHAおよびHA含有毒素複合体の腸管吸収の解析を進めている。

研究成果

• [雑誌論文] Botulinum HA disrupts the intercellular epithelial barrier by directly binding E-cadherin. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugawara Y., Matsumura T, Takegahara, Y., Jin Y., Tsukasaki Y., Takeichi M., Fujinaga, Y
  • 雑誌名: J.Cell Biol. 巻: 189 ページ: 691-700
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction of botulinum toxin with the epithelial barrier. (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujinaga, Y.
  • 雑誌名: Journal of Biomedicine and Biotechnology 巻: 2010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction of botulinum toxin with the epithelial barrier. (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujinaga Y.
  • 雑誌名: Journal of Biomedicine and Biotechnology 2010(Article ID 974943, 9 pages)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disruption of the epithelial barrier by botulinum hemagglutinin (HA) proteins-Differences in cell tropism and the mechanism of action between HA proteins of types A or B, and HA proteins of type C. (2009)
  • 著者名/発表者名: Jin, Y., Takegahara, Y., et al.
  • 雑誌名: Microbiology 155 ページ: 35-45
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel function of botulinum toxin-associated proteins : HA proteins disrupt intestinal epithelial barrier to increase toxin absorption. (2009)
  • 著者名/発表者名: Fujinaga, Y., et al.
  • 雑誌名: Toxicon 54 ページ: 583-586
  • 査読あり
• [雑誌論文] ボツリヌス毒素と腸管上皮細胞バリア破壊 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤永由佳子
  • 雑誌名: 化学療法の領域 25 ページ: 745-754
• [雑誌論文] 水際の攻防～ボツリヌス毒素vs腸管上皮細胞バリア (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤永由佳子
  • 雑誌名: 細胞の化学 遺伝 63 ページ: 20-25
• [学会発表] Food-borne botulism and transepithelial transport of botulinum toxin (2010)
  • 著者名/発表者名: Yukako Fujinaga, Yo Sugawara, Takuhiro Matsumura, Yuki Takegahara
  • 学会等名: 第62回 日本細胞生物学会(シンポジウム)シンポジウム3 病態の理解に向けた細胞内ロジスティクス研究
  • 発表場所: 大阪(招待講演)
• [学会発表] ボツリヌス毒素複合体成分とE-cadherinの結合による上皮細胞間バリア破壊と毒素の腸管吸収 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤永由佳子、菅原庸、松村拓大
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年回・第83回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Botulinum hemagglutinin targets E-cadherin to disrupt the intercellular epithelial barrier. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugawara Y, Matsumura T, Takegahara T, Jin Y, Fujinaga Y.
  • 学会等名: The Awaji International Forum on Infectionand Immunity
  • 発表場所: Awaji Island, Japan
• [学会発表] Botulinum HA targets E-cadherin to disrupt the intercellular epithelial barrier. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sugawara Y, Matsumura T, Fujinaga, Y.
  • 学会等名: 47^<th> IBRCC 2010, Intergency botulinum research coordinating committee meeting
  • 発表場所: Atlanta, USA
• [学会発表] Development of human monoclonal antibodies against type A botulinum neurotoxin. (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsumura T, Du A, Sugawara Y, Kohda T, Takahashi M, Kozaki S, Ikuta K, Fujinaga Y.
  • 学会等名: 47^<th> IBRCC 2010, Intergency botulinum research coordinating committee meeting
  • 発表場所: Atlanta, USA
• [学会発表] Reconstitution and dissection of epithelial barrier disrupting activity of type B botulinum HA. (2010)
  • 著者名/発表者名: 竹ヶ原夕紀、菅原庸、松村拓大、藤永由佳子
  • 学会等名: 第83回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] ボツリヌスHAは上皮細胞バレア破壊因子である (2009)
  • 著者名/発表者名: 竹ヶ原夕紀、菅原庸、松村拓大、藤永由佳子
  • 学会等名: 第62回日本細菌学会関西支部会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2009-11-14
• [学会発表] Structure and function of hemagglutinin from Clostridium botulinum. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kitadokoro, K., Takegahara, Y., Karatani, H., Fujinaga, Y.
  • 学会等名: The 9^<th> Awaji International Forum on Infection and Innmunity.
  • 発表場所: 淡路島
• [学会発表] 上皮細胞バリア破壊因子botulinum HAのサブユニット機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 竹ヶ原夕紀、菅原庸、松村拓大、藤永由佳子
  • 学会等名: 第82回日本生化学大会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Mechanism for Epithelial Barrier Disruption by Botulinum HA (2009)
  • 著者名/発表者名: Takegahara, Y., Matsumura, T., Sugawara, Y., Fujinaga, Y.
  • 学会等名: Etox 14 (European Workshop on Bacterial Protein Toxins)
  • 発表場所: Obernai, France
• [学会発表] Disruption of the Epithelial Barrier by Botulinum Hemagglutinin (HA) (招待講演) (2009)
  • 著者名/発表者名: Yukako Fujinaga
  • 学会等名: Third Annual Botulinum Research Symposium
  • 発表場所: Dartmouth, USA