ウエルシュ菌α毒素の新規受容体探索：ガングリオシドとの関係

• 研究課題/領域番号: 24590542
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 細菌学(含真菌学)
• 研究機関: 新潟大学 (2013-2014); 徳島文理大学 (2012)
• 研究代表者: 小田 真隆 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (00412403)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: ウエルシュ菌 / α毒素 / ガングリオシド / GM1a / チロシンキナーゼ / TrkA受容体 / ホスホリパーゼC-γ1 / 細胞膜流動性 / ホスホリパーゼC / ジアシルグリセロール / TrkA / クラスター / ノックアウトマウス / サイトカイン

研究成果の概要

ガス壊疽の原因毒素であるウエルシュ菌α毒素の受容体探索を行った。その結果、(1) 本毒素のNドメインとCドメインの間に存在するループ領域のTrp-84とTyr-85がガングリオシドGM1aの糖鎖部位と相互作用していることが示唆された。さらに、α毒素は、GM1aに結合後、GM1aのクラスター化、およびチロシンキナーゼ関連受容体（TrkA）の活性化を惹起していることが明らかとなった。(2) α毒素は、TrkAのアダプタータンパク質のホスホリーパーゼCγ-1を特異的に活性化していた。(3) 毒素処理細胞膜内で生成亢進したジアシルグリセロールのフリップ-フロップがGM1aとTrkAの集積を導いた。

研究成果

• [雑誌論文] Clostridium perfringens alpha-toxin induces GM1a clustering and TrkA phosphorylation in the host cell membrane. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takagishi, T., Oda, M., Kabura, M., Kurosawa, M., Tominaga, K., Urano, S., Ueda, Y.,Kobayashi, K., Kobayashi, T., Sakurai, J., Terao, Y., and Nagahama, M.
  • 雑誌名: PLoS one 巻: 10 号: 4 ページ: e0120497-e0120497
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0120497
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Recent insights into Clostridium perfringens beta-toxin. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nagahama, M., Ochi, S., Oda, M., Miyamoto, K., Takehara, M., and Kobayashi, K.
  • 雑誌名: Toxins 巻: 7 号: 2 ページ: 396-406
  • DOI: 10.3390/toxins7020396
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tetranorsesquiterpenoids and Santalane-type Sesquiterpenoids from Illicium lanceolatum and Their Antimicrobial Activity against the Oral Pathogen Porphyromonas gingivalis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kubo, M., Nishikawa, Y., Harada, K., Oda, M., Huang, JM., Domon, H., Terao, Y., and Fukuyama, Y.
  • 雑誌名: J. Nat. Prod. 巻: in press
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of the replication region in pBCNF5603, a bacteriocin-encoding plasmid, in the enterotoxigenicClostridium perfringens strain F5603. (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto, K., Seike, S., Takagishi, T., Okui, K., Oda, M., Takehara, M., Nagahama, M.
  • 雑誌名: BMC Microbiology 巻: in press
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Vizantin inhibits endotoxin-mediated immune responses via the Toll-like receptor 4/MD-2 complex. (2014)
  • 著者名/発表者名: Oda, M., Yamamoto, H., Shibutani, M., Nakano, M., Yabiku, K., Tarui, T., Kameyama, N., Shirakawa, D., Obayashi, S., Watanabe, N., Nakase, H., Suenaga, M., Matsunaga, Y., Nagahama, M., Takahashi, H., Imagawa, H., Kurosawa, M., Terao, Y., Nishizawa, M., and Sakurai, J.
  • 雑誌名: Journal of Immunology 巻: 193 号: 9 ページ: 4507-4514
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1401796
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phospholipase C produced by Clostridium botulinum types C and D: comparison of gene, enzymatic, and biological activities with those of Clostridium perfringens alpha-toxin. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fatmawati, N.N.D., Sakaguchi, Y., Suzuki, T., Oda, M., Shimizu, K., Yamamoto, Y., Sakurai, J., Matsushita, O., Oguma, K
  • 雑誌名: Acta Med. Okayama 巻: 67 ページ: 9-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of vizantin, a safe immunostimulant, based on the structure－activity relationship of trehalose-6,6′-dicorynomycolate (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Yamamoto, M. Oda, M. Nakano, N. Watanabe, K. Yabiku, M. Shibutani, M. Inoue, H. Imagawa, M. Nagahama, S. Himeno, K. Setsu, J. Sakurai, M. Nishizawa
  • 雑誌名: J. Med. Chem 巻: 56 号: 1 ページ: 381-385
  • DOI: 10.1021/jm3016443
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bacillus cereus sphingomyelinase recognizes ganglioside GM3. (2013)
  • 著者名/発表者名: Oda, M., Fujita, A., Okui, K., Miyamoto, K., Shibutani, M., Takagishi, T., Kobayashi, K., Nagahama, M.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 431 号: 2 ページ: 164-168
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.01.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arginine ADP-ribosylation Mechanism Based on Structural Snapshots of Iota-toxin and Actin Complex. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsurumura, T., Tsumori, Y., Qiu, H., Oda, M., Sakurai, J., Nagahama, M., Tsuge, H.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 巻: 110 号: 11 ページ: 4267-4272
  • DOI: 10.1073/pnas.1217227110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Concise Synthesis of a Probe Molecule Enabling Analysis and Imaging of Vizantin. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, H., Oda, M., Nakano, M., Watanabe, N., Yabiku, K., Shibutani, M., Nakanishi, T., Suenaga, M., Inoue, M., Imagawa, H., Nagahama, M., Matsunaga, Y., Himeno, S., Setsu, K., Sakurai, J., Nishizawa, M.
  • 雑誌名: Chem. Pharm. Bull. 巻: 61 ページ: 452-459
  • NAID: 130003360757
  • 査読あり
• [雑誌論文] A recombinant carboxy-terminal domain of alpha-toxin protects mice against Clostridium perfringens. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nagahama M, Oda M, Kobayashi K, Ochi S, Takagishi T, Shibutani M, Sakurai J
  • 雑誌名: Microbiol. Immunol. 巻: 57(5) 号: 5 ページ: 340-345
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12036
  • NAID: 40019653245
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computational module assembled from different protease family motifs identifiesPI PLC from Bacillus cereus as a putative prolyl peptidase having a serine protease scaffold. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ramirez, A.R., Shukla, M., Oda, M., Chakraborty, S., Minda, R., Asgeirsson, B., Goni, FM., Rao, BJ.
  • 雑誌名: PLoS one 巻: 8 号: 8 ページ: e70923-e70923
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0070923
  • 査読あり
• [雑誌論文] The p38 MAPK and JNK pathways protect host cells against Clostridium perfringens beta-toxin. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nagahama M, Shibutani M, Seike S, Yonezaki M, Takagishi T, Oda M, Kobayashi K, Sakurai J
  • 雑誌名: Infect. Immun. 巻: 81(10) 号: 10 ページ: 3703-3708
  • DOI: 10.1128/iai.00579-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dipeptidyl peptidase-IV inhibitors used in type-2 diabetes inhibit a phospholipase C: a case of promiscuous scaffolds in proteins. (2013)
  • 著者名/発表者名: Chakraborty, S., Rendon-Ramirez, A., Asgeirsson, B., Dutta, M., Ghosh, A., Oda, M., Venkatramani, R., Rao, B., Dandekar, A., Goni, F.
  • 雑誌名: F1000Research 巻: 2 ページ: 286-286
  • DOI: 10.12688/f1000research.2-286.v1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clostridium perfringens alpha-toxin recognizes the GM1a/TrkA complex. (2012)
  • 著者名/発表者名: Oda, M., Kabura, M., Takagishi, T., Suzue, A., Tominaga, K., Urano, S., Nagahama, M., Kobayashi, K., Furukawa, K., Furukawa, K., Sakurai, J.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287 ページ: 33070-33079
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clostridium perfringens alpha-toxin induces the release of IL-8 through a dual pathway via TrkA in A549 cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: Oda, M., Shiihara, R., Ohmae, Y., Kabura, M., Takagishi, T, Kobayashi, K., Nagahama, M., Inoue, M., Abe, T., Setsu, K., Sakurai, J.
  • 雑誌名: Biophys. Biochim. Acta - Molecular Basis of Disease 巻: 1822 ページ: 1581-1589
  • 査読あり
• [学会発表] Streptococcus pyogenes CAMP factorのRAW264.7細胞に対する病原性解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 黒澤美絵，小田真隆，土門久哲，寺尾豊
  • 学会等名: 第88回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 長良川国際会議場
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] ウエルシュ菌ε毒素のオリゴマー形成におけるセラミドの役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高松輝美，高岸照久，小田真隆，小林敬子，竹原正也，永浜政博
  • 学会等名: 第88回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 長良川国際会議場
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] ウエルシュ菌α毒素の脂質クラスター形成に対する内因性PLC-γ1の役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高岸照久，小田真隆，竹原正也，小林敬子，永浜政博
  • 学会等名: 第88回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 長良川国際会議場
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [学会発表] Streptococcus mutansバイオフィルムに対する植物由来抽出物の検索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂上雄樹，土門久哲，小田真隆，興地隆史，寺尾豊
  • 学会等名: 第51回日本細菌学会中部支部総会
  • 発表場所: 北陸大学薬学部
  • 年月日: 2014-10-17 – 2014-10-18
• [学会発表] Streptococcous pyogenes CAMP factorの免疫担当細胞に対する病原性解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒澤美絵，小田真隆，土門久哲，寺尾 豊
  • 学会等名: 第51回日本細菌学会中部支部総会
  • 発表場所: 北陸大学薬学部
  • 年月日: 2014-10-17 – 2014-10-18
• [学会発表] 多機能性糖脂質の自然免疫活性化メカニズムの解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小田真隆，山本博文，黒澤美絵，土門久哲，寺尾 豊
  • 学会等名: 第51回日本細菌学会中部支部総会
  • 発表場所: 北陸大学薬学部
  • 年月日: 2014-10-17 – 2014-10-18
• [学会発表] 慢性炎症性疾患におけるT L R シグナル抑制因子の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土門久哲，坂上雄樹，小田真隆，寺尾豊
  • 学会等名: 第51回日本細菌学会中部支部総会
  • 発表場所: 北陸大学薬学部
  • 年月日: 2014-10-17 – 2014-10-18
• [学会発表] A群レンサ球菌CAMPファクターのマクロファージに対する病原性解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小田真隆，黒澤美絵，土門久哲，寺尾豊
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] 歯周炎におけるTLR シグナル抑制因子の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土門久哲，小田真隆，寺尾豊
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] 合成糖脂質のStreptococcus mutansバイオフィルムに対する作用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 黒澤美絵，小田真隆，土門久哲，寺尾豊
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] Streptococcus mutansに対する植物由来抽出物の殺菌ならびに抗バイオフィルム効果の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂上雄樹，土門久哲，小田真隆，興地隆史，寺尾豊
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会・総会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] 研究のツキと運を呼び込むために (2014)
  • 著者名/発表者名: 小田真隆
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 東京都、船堀タワーホール
  • 招待講演
• [学会発表] ウエルシュ菌ε毒素のオリゴマー形成における中性スフィンゴミエリナーゼの関与 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高岸照久、小田真隆、永浜政博
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 東京都、船堀タワーホール
• [学会発表] 敗血症患者由来セレウス菌の病原性発現とスフィンゴミエリナーゼの関係 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小田真隆、櫻井純、永浜政博
  • 学会等名: トキシンシンポジウム
  • 発表場所: 兵庫県、楓香荘
  • 招待講演
• [学会発表] ウエルシュ菌α毒素の病原性発現 におけるGM1a/TrkA複合体の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小田真隆
  • 学会等名: 第66 回日本細菌学会中国・四国支部総会
  • 発表場所: 広島県、広島国際大学
  • 招待講演
• [学会発表] ウエルシュ菌α毒素の毒性発現におけるガングリオシドGM1a の役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小田真隆、高岸照久、渋谷昌弘、鈴江綾佳、小林敬子、櫻井純、永浜政博
  • 学会等名: 第65回日本細菌学会中国・四国支部総会
  • 発表場所: 徳島大学
• [学会発表] ウエルシュ菌α毒素とTrkA/GM1aとの相互作用の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高岸照久、小田真隆、蕪道子、鈴江綾佳、小林敬子、櫻井純、永浜政博
  • 学会等名: 第51回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会・中国四国支部学術大会
  • 発表場所: 島根県 サンラポーむらくも
• [学会発表] ガス壊疽毒素の巧みな毒性発現メカニズム
  • 著者名/発表者名: 小田真隆
  • 学会等名: 宮崎大学医学部 IR推進機構特別講演
  • 発表場所: 宮崎大学医学部
  • 招待講演
• [学会発表] ガス壊疽毒素の受容体探索 ☆光を灯した糖脂質糖鎖固定化アレイ☆
  • 著者名/発表者名: 小田真隆
  • 学会等名: 日本糖質学会総会-招待講演
  • 発表場所: 鹿児島県 市民文化ホール
  • 招待講演
• [図書] Molecular Medical Microbiology-Second edition (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagahama M, Oda M, Tsuge H., Kobayashi K.: Enteric toxins of Clostridium perfringens
  • 総ページ数: 2216
  • 出版者: Elsevier
• [備考] 新潟大学 大学院医歯学総合研究科 微生物感染症学分野
  • URL: http://www.dent.niigata-u.ac.jp/microbio/microbio.html