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癌細胞との類似性から紐解く性器クラミジアの細胞内適応機構解明研究の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 23K21378
補助金の研究課題番号 21H02726 (2021-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2021-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分49050:細菌学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

山口 博之  北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (40221650)

研究分担者 中村 眞二  順天堂大学, 大学院医学研究科, 助教 (40207882)
THAPA JEEWAN  北海道大学, 人獣共通感染症国際共同研究所, 助教 (40837449)
大久保 寅彦  北海道大学, 保健科学研究院, 講師 (90762196)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2024年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワードクラミジア・トラコマティス / 癌細胞 / 低酸素 / ミトコンドリア / 癌創薬 / PI3K/AKTシグナル / ドラッグ・スクリーニング / 芳香族炭化水素受容体AhR / MAPK / 情報伝達経路 / ドラッグスクリーニング
研究開始時の研究の概要

私達は、発癌リスク因子でもある細胞内寄生性細菌性器クラミジア(Chlamydia trachomatis)の感染動態の解明研究から、クラミジア感染細胞と癌細胞の動態が類似していることに気づいた。具体的には、感染細胞は、癌細胞同様に低酸素環境に適応し、AKTの活性化にその増殖は依存していた。そこで本研究では、今迄紐付けられてこなかったこれら癌細胞の挙動と類似する感染動態の主軸をなす分子を手掛かりに、クラミジアが利用する新たな細胞内情報伝達経路と修飾機構を解明し、それら分子が癌治療の標的になりうるのか探り、新たな癌創薬研究を展開する。

研究実績の概要

性感染症の原因であるクラミジア(Chlamydia trachomatis)が、発癌の危険因子であることが明らかになってきた。それ故にクラミジアの細胞内への適応機構の分子機構の解明はそれら病態形成機序を明らかにする上で極めて重要である。しかしクラミジアは未だ遺伝子改変が困難なこともあってその詳細な分子機構は明らかになっていない。そこで本年度はクラミジアの生存性を指標に既存薬と阻害剤ライブラリーのスクリーニングを行いヒットした化合物の細胞標的分子の情報からクラミジアが細胞内で頼る新たな候補分子(Gab2、PKA、PKG、CREB)の同定に成功した。具体的には、以下の2つの点について明らかにした。
1. 既存薬ライブラリー(約4,000)のスクリーニングでクラミジアの増殖を顕著に抑制した薬剤(抗菌薬を除く)のKEGG情報から標的分子候補を類推し、それら候補分子の阻害剤によるクラミジアの影響を精査することで、クラミジアの細胞内増殖が細胞の恒常性維持に重要なPKA、PKG、CREBを要求することを明らかにした。
2. 細胞は解糖系に依存したATPを産生を促進し細胞死を回避するためにPPI3K-AKT経路を活性化する。私たちの以前の研究でクラミジア感染細胞においてAKTのリン酸化(Ser473)が促進することを明らかにした。そこでPI3K-AKT経路に関わる分子の阻害剤パネルを用いてクラミジアの感受性を元にスクリーニングを行い、その結果を元に主成分解析を行ったところ、クラミジアが細胞内で利用する分子としてアダプター分子が候補として同定された。そこで主要なアダプター分子の一つであるGabをノックダウンした細胞でクラミジアの動態を精査したところ、クラミジアがその細胞内での増殖にGabを要求することが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究課題の一つの目標としていたクラミジアが細胞内で利用しているこれまでに報告がなかった新たな分子を複数同定できたのできたことがその理由である。

今後の研究の推進方策

最終年度は、私たちが本研究を通して発見した細胞内分子のクラミジアが細胞内で増殖する際の役割を分子レベルで明らかにしたい。またクラミジア感染細胞と癌細胞は類似している可能性があるので、既存薬ライブラリーから同定された薬剤について試験管内での癌細胞の増殖と担癌マウスへの効果を調べる予定である。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2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] Chlamydia trachomatis relies on the scavenger role of aryl hydrocarbon receptor with detyrosinated tubulin for its intracellular growth, but this is impaired by excess indole2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Saicheng、Funahashi Yuki、Tanaka Satoho、Okubo Torahiko、Thapa Jeewan、Nakamura Shinji、Higashi Hideaki、Yamaguchi Hiroyuki
    • 雑誌名

      Microbes and Infection

      巻: 25 号: 5 ページ: 105097-105097

    • DOI

      10.1016/j.micinf.2022.105097

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chlamydia trachomatis Requires Functional Host-Cell Mitochondria and NADPH Oxidase 4/p38MAPK Signaling for Growth in Normoxia2022

    • 著者名/発表者名
      Thapa Jeewan、Yoshiiri Gen、Ito Koki、Okubo Torahiko、Nakamura Shinji、Furuta Yoshikazu、Higashi Hideaki、Yamaguchi Hiroyuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular and Infection Microbiology

      巻: 12

    • DOI

      10.3389/fcimb.2022.902492

    • 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] Chlamydia trachomatis L2/434/Bu Favors Hypoxia for its Growth in Human Lymphoid Jurkat Cells While Maintaining Production of Proinflammatory Cytokines2022

    • 著者名/発表者名
      Tsujikawa Ryoya、Thapa Jeewan、Okubo Torahiko、Nakamura Shinji、Zhang Saicheng、Furuta Yoshikazu、Higashi Hideaki、Yamaguchi Hiroyuki
    • 雑誌名

      Current Microbiology

      巻: 79 号: 9

    • DOI

      10.1007/s00284-022-02961-y

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distribution of amoebal endosymbiotic environmental chlamydia Neochlamydia S13 via amoebal cytokinesis2021

    • 著者名/発表者名
      Okude Miho、Matsuo Junji、Yamazaki Tomohiro、Saito Kentaro、Furuta Yoshikazu、Nakamura Shinji、Thapa Jeewan、Okubo Torahiko、Higashi Hideaki、Yamaguchi Hiroyuki
    • 雑誌名

      Microbiology and Immunology

      巻: 65 号: 3 ページ: 115-124

    • DOI

      10.1111/1348-0421.12871

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Exploration for novel signal transduction pathways utilized by Chlamydia trachomatis L2 through screening approved drug libraries2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Yamaguchi, Ruiyu Li, Saicheng Zhang, Torahiko Okubo
    • 学会等名
      アメリカ微生物学会 ASM microbe 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 偏性細胞内寄生性細菌クラミジアのヒト細胞内への適応機構2023

    • 著者名/発表者名
      山口博之
    • 学会等名
      第72回日本感染症学会東日本地方会学術集会・第70回日本化学療法学会東日本支部総会 合同学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 低酸素環境とクラミジア・トラコマティスのヒト細胞内適応機構2023

    • 著者名/発表者名
      山口博之
    • 学会等名
      第40回日本クラミジア研究会(高知)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chlamydia trachomatis感染時における細胞増殖を促す受容体のアダプター分子 GAB2の影響2023

    • 著者名/発表者名
      黒岩青空, 高橋小夏, 中村穂香, 大久保寅彦, 山口博之
    • 学会等名
      第88回 日本細菌学会北海道支部学術総会(帯広)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 低酸素環境における感染細胞内での病原性クラミジア(L2 434/Bu)の増殖はメチオニン代謝産物量の変化に依存する2023

    • 著者名/発表者名
      李睿語、張賽成、タパ・ジーワン、大久保寅彦、東秀明、山口博之
    • 学会等名
      第88回 日本細菌学会北海道支部学術総会(帯広)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Chlamydia trachomatisL2 (434/Bu株)が感染細胞内で利用するMAPKおよびPI3K-AKT経路に付随する新たな標的分子の探索2023

    • 著者名/発表者名
      黒岩青空, 髙橋小夏, 中村穂香, 大久保寅彦, 山口博之
    • 学会等名
      第88回 日本細菌学会北海道支部学術総会(帯広)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 承認薬ライブラリーのスクリーニングによるChlamydia trachomatis (L2 434/Bu株) が感染細胞内で利用する新たな標的分子の探索2023

    • 著者名/発表者名
      張 賽成、李 睿語、大久保寅彦、山口博之
    • 学会等名
      第88回 日本細菌学会北海道支部学術総会(帯広)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 偏性細胞内寄生性のChlamydia trachomatis (L2 434/Bu)は低酸素で培養した宿主細胞環境を好む2023

    • 著者名/発表者名
      李睿語、張賽成、大久保寅彦、山口博之
    • 学会等名
      第96回日本細菌学会総会(姫路)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 病原性クラミジアL2はその細胞内増殖に芳香族炭化水素受容体と脱チロンシン化チューブリンを要求する2023

    • 著者名/発表者名
      張賽成、大久保寅彦、中村眞二、東秀明、山口博之
    • 学会等名
      第96回日本細菌学会総会(姫路)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 既存薬ライブラリーのスクリーニングから探る病原性クラミジアが感染細胞内で利用する新たなシグナル伝達系について2022

    • 著者名/発表者名
      李睿語、張賽成、タパジーワン、大久保寅彦 、山口博之
    • 学会等名
      第16回日本臨床検査学教育学会学術大会(埼玉)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 既存薬ライブラリーのスクリーニングによる病原性クラミジアが利用する細胞内シグナル伝達系の探索2022

    • 著者名/発表者名
      李睿語、張賽成、タパジーワン、大久保寅彦 、山口博之
    • 学会等名
      第16回細菌学若手コロッセウム(札幌)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Chlamydia trachomatis L2 (434 / Bu)は、通常酸素分圧下において細胞内で増殖するためにNOX4/p38MAPK経路と健全なミトコンドリアを要求する2022

    • 著者名/発表者名
      山口博之、タパジーワン、中村眞二、大久保寅彦、古田芳一、東秀明
    • 学会等名
      第16回細菌学若手コロッセウム(札幌)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 既存薬ライブラリーのスクリーニングから探る病原性クラミジア(Chlamydia trachomatis L2 434/Bu)が感染細胞内で利用する新たなシグナル伝達系について2022

    • 著者名/発表者名
      李睿語、張賽成、タパジーワン、大久保寅彦 、山口博之
    • 学会等名
      第87回 日本細菌学会北海道支部学術総会(札幌)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] インドールによるChlamydia trachomatis L2(434/Bu)のヒト上皮系株化細胞(HEp-2)内での増殖抑制機構:芳香族炭化水素受容体の関連性について2022

    • 著者名/発表者名
      張賽成、タパ・ジーワン、大久保寅彦、中村眞二、東秀明、山口博之
    • 学会等名
      第87回 日本細菌学会北海道支部学術総会(札幌)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] インドールは芳香族炭化水素受容体からの刺激を阻害することで病原性クラミジアL2の細胞内増殖を抑制する2022

    • 著者名/発表者名
      山口博之、タパ・ジーワン、大久保寅彦、中村眞二、古田芳一、東秀明
    • 学会等名
      第95回日本細菌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Chlamydia trachomatis L2 434/Bu relies on mitochondria with NOX4-dependent pathway under normoxia, but is partial in hypoxia2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Yamaguchi, Thapa Jeewan, Shinji Nakamura, Okubo Torahiko, Yoshikazu Furuta, Hideaki Higashi
    • 学会等名
      アメリカ微生物学会ASM World Microbe Forum (オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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