チューリンジェンシス菌からの新しい抗病原体活性物質の大規模検索とその作用

• 研究課題/領域番号: 25292052
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 北田 栄 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (20284482)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2017年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2013年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
• キーワード: がん / 毒素 / トリパノソーマ / 応用微生物 / チューリンジェンシス菌 / 生理活性物質 / 微生物 / 感染症 / 細胞・組織 / 癌 / 蛋白質 / トリバノソーマ

研究実績の概要

これまでに人畜に無害な微生物Bacillus thuringiensis（Bt菌）の4740株から、凝集性タンパク質を抽出して、難治がん細胞や病原寄生虫トリパノソーマに対して作用する毒性タンパク質の大規模なスクリーニングを行った。これまでBt菌約20株ですい臓がんに作用する因子を見つけたものの、この細胞毒性の再現性が悪いため、菌株を絞った詳細な研究が進捗しなかった。その結果、目的とする新規の抗がん性タンパク質であるパラスポリンは同定できず、その遺伝子を単離することができなかった。一方これまでの解析で、ヒト肺がん細胞毒性をする5株のBt菌を発見していたが、この５株が生産する毒性タンパク質のヒツジ血液に対する溶血性を調べた結果、いずれのタンパク質でも低軽度の溶血性が観察された。また昨年度に引き続き正常細胞としてヒト肺由来の繊維芽細胞を用いて、これら５株由来のタンパク質の作用を詳しく観察した結果、いずれのタンパク質もこの正常細胞に対する毒性を示した。よって、新規の抗がん性タンパク質であるパラスポリンは同定できず、その遺伝子を単離することができなかった。一方、昨年度までにヒト悪性脳腫瘍細胞に作用する３株とヒト乳腺がん細胞に作用する２株を発見していたが、今回これらのがん細胞への解析する研究人員と時間を確保できず研究は進展しなかった。イヌリンパ腫に対する毒性因子の再現性を解析したところ、有望な菌数株を特定したため、その溶血性試験を進めたところ、ヒツジ赤血球溶血試験を行ったが再現性のある結果を得られず、新規の抗がん性タンパク質パラスポリンは発見できなかった。トリパノソーマではその唾液腺型と血流型の二つに対するBt菌の毒性タンパク質を探索したが、細胞毒性の再現性が悪く、トリパノソーマへの毒性タンパク質の詳細な解析を推進することが困難であった。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Glycan region of GPI anchored-protein is required for cytocidal oligomerization of an anticancer parasporin-2, Cry46Aa1 protein, from Bacillus thuringiensis strain A1547 (2017)
  • 著者名/発表者名: Abe Y, Inoue H, Ashida H, Maeda Y, Kinoshita T, Kitada S
  • 雑誌名: Journal of Invertebrate Pathology 巻: 142 ページ: 71-81
  • DOI: 10.1016/j.jip.2016.11.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Parasporins as new natural anticancer agents.a review (2015)
  • 著者名/発表者名: Okassov A., Nersesyan A., Kitada S., and Irin A.
  • 雑誌名: Journal of BUON 巻: 20 ページ: 5-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cloning and characterization of a unique cytotoxic protein parasporin-5 produced by Bacillus thuringiensis A1100 strain. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ekino K., Okumura O, Ishikawa T., Kitada S., Saitoh H., Akao T., Oka T., Nomura N., Ohba M., Shin S., Mizuki E.
  • 雑誌名: Toxins 巻: 6 号: 6 ページ: 2115-2126
  • DOI: 10.3390/toxins6061882
  • 査読あり
• [学会発表] ヒト肺がん細胞に特異的に作用するタンパク質産生Bacillus thuringiensis株の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 納戸 寛幸、鮫島 結香、狩野 貴之、斎藤 浩之、水城 英一、北田 栄
  • 学会等名: 第38回分子生物学会年会・第88回生化学会大会合同大会BMB2015
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 血流型トリパノソーマに作用する新規タンパク質産生Bt菌株のスクリーニングと同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂口 渉、鮫島 結香、井上 雅広、齋藤 浩之、水城 英一、北田 栄
  • 学会等名: 第38回分子生物学会年会・第88回生化学会大会合同大会BMB2015
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] がん感染症分野への貢献を目指した微生物Bt菌毒素タンパク質群の探索と機能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 北田 栄
  • 学会等名: 第38回分子生物学会年会・第88回生化学会大会合同大会BMB2015
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2015-12-01
  • 国際学会
• [学会発表] Novel bioactive toxins from Bacillus thuringiensis (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakae Kitada
  • 学会等名: Conference of 10th anniversary of the scientific center for anti-infectious drugs
  • 発表場所: アルマティ（カザフスタン）
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-20
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular basis of parasporin-2 action toward cancer cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakae Kitada, Yusuke Yoshida, Yoshimi Ozaki, Hirioyasu Shimada
  • 学会等名: 47th Annual Meeting of the Society for Invertebrate Pathology Mainz
  • 発表場所: Mainz, Germany
  • 年月日: 2014-08-03 – 2014-08-07
  • 招待講演
• [学会発表] Parasporins, anti-tumor crystal toxins from Bacillus thuringiensis. The functions and potential applications (2013)
  • 著者名/発表者名: 北田 栄
  • 学会等名: Scientific Seminar in SPC "Armbiotechnology" NAS of Armenia
  • 発表場所: エレバン
  • 招待講演
• [学会発表] Screening and identification of Bacillus thuringiensis strains producing novel parasporins which show cytotoxicity to human pancreatic cancer cells (2013)
  • 著者名/発表者名: 狩野 貴之、鮫島 結香、斎藤 浩之、水城 英一、北田 栄
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [備考]
  • URL: http://www.bio.kyutech.ac.jp/~kitada/
• [備考] 九州工業大学大学院情報工学研究院生命情報工学研究系 北田研究室
  • URL: http://www.bio.kyutech.ac.jp/~kitada/
• [備考] 九州工業大学大学院情報工学研究院生命情報工学研究系 北田研究室
  • URL: http://www.bio.kyutech.ac.jp/~kitada/