ボツリヌス神経毒素結合タンパク質NTNHAの細胞層透過メカニズム

• 研究課題/領域番号: 25860325
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 細菌学(含真菌学)
• 研究機関: 東京農業大学
• 研究代表者: 相根 義昌 東京農業大学, 生物産業学部, 教授 (00624660)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: ボツリヌス食中毒 / 体内輸送 / 経口毒素 / タンパク質毒素 / 消化管輸送

研究成果の概要

経口的に摂取されたボツリヌス神経毒素は、消化管および血管を経て、最終的に神経細胞へと輸送される。この際、毒素は、腸管細胞や血管細胞を透過することになる。一方、ボツリヌス神経毒素は単独では存在せず、少なくとも1種類の無毒タンパク質”非毒非血球凝集素（NTNHA）”と複合体を形成する。本研究では、D型NTNHAが、ラット腸管細胞およびウシ血管細胞の層を透過するが、イヌの腎臓やヒトの腸管細胞は透過しないことを明らかにした。すなわち、NTNHAタンパク質が特定の細胞を透過することが明らかとなった。すなわち、ボツリヌス神経毒素はNTNHAによって体内を運搬されている可能性が示された。

研究成果

• [雑誌論文] 87. Purification, crystallization and preliminary X-ray analysis of a HA17-HA70 (HA2-HA3) complex from Clostridium botulinum type C progenitor toxin. (2014)
  • 著者名/発表者名: Chikako Iwasa, Takashi Tonozuka, Masaya Shinoda, Yoshimasa Sagane, Koichi Niwa, Toshihiro Watanabe, Hiromi Yoshida, Shigehiro Kamitori, Toshifumi Takao, Keiji Oguma, Atsushi Nishikawa
  • 雑誌名: Acta Crystallographica 巻: F70 号: 1 ページ: 64-67
  • DOI: 10.1107/s2053230x13032378
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystallization and preliminary X-ray analysis of a novel haemagglutinin component of the toxin complex of serotype C Clostridium botulinum. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Hayashi, Tomonori Akiyama, Yoshimasa Sagane, Shin-Ichiro Miyashita, Toshihiro Watanabe, Shunsuke Yajima, and Koichi Niwa
  • 雑誌名: Acta Crystallography F Structural Biology Communication 巻: 70 号: 3 ページ: 370-373
  • DOI: 10.1107/s2053230x14003094
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of the interaction region between hemagglutinin components of the botulinum toxin complex (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki T, Miyashita S, Hayashi S, Miyata K, Inui K, Kondo Y, Miyazaki S, Ohyama T, Niwa K, Watanabe T, Sagane Y
  • 雑誌名: International Journal of Biological Macromolecules 巻: 65 ページ: 284-288
  • DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2014.01.052
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Host-cell specificity and transcytosis of nontoxic nonhemagglutinin protein of botulinum neurotoxin serotype D (2014)
  • 著者名/発表者名: Shin-Ichiro Miyashita, Koichi Niwa, Toshihiro Watanabe, and Yoshimasa Sagane
  • 雑誌名: FEMS Microbiology Letter 巻: 357 ページ: 115-122
  • DOI: 10.1111/1574-6968.12527
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transport of the botulinum neurotoxin-associating protein, nontoxic nonhemagglutinin, across the rat small intestinal epithelial cell monolayer (2013)
  • 著者名/発表者名: Shin-Ichiro Miyashita, Yoshimasa Sagane, Koichi Niwa, Toshihiro Watanabe
  • 雑誌名: FEMS Microbiology Letter 巻: 346 号: 1 ページ: 73-80
  • DOI: 10.1111/1574-6968.12205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sugar-induced conformational change found in the HA-33/HA-17 trimer of the botulinum toxin complex (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshimasa Sagane, Shintaro Hayash, Takashi Matsumoto, Shin-ichro Miyashita, Ken Inui, Keita Miyata, Shunsuke Yajima, Tomonori Suzuki, Kimiko Hasegawa, Akihito Yamano, Atushi Nishikawa, Tohru Ohyama, Toshihiro Watanabe, Koichi Niwa
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 巻: 438 号: 3 ページ: 483-487
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.07.112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Botulinum Toxin Complex Increases Paracellular Permeability in Intestinal Epithelial Cells via Activation of p38 Mitogen-Activated Protein Kinase (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyashita S-I., Sagane Y., Inui K., Hayashi S., Miyata K., Suzuki T., Ohyama T., Watanabe T., Niwa K.
  • 雑誌名: Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 75 号: 12 ページ: 1637-1642
  • DOI: 10.1292/jvms.13-0164
  • NAID: 130003362264
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • 査読あり
• [学会発表] ボツリヌスC 型菌Yoichi 株の産生するHA-33/HA-17 複合体の構造解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 林 慎太郎，相根 義昌，松本 崇，秋山 友了，宮下 慎一郎， 武藤 信吾，山野 昭人，矢嶋 俊介，渡部 俊弘，丹羽 光一
  • 学会等名: 第88回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] ボツリヌスC型菌Yoichi株が産生するHA-33の構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林 慎太郎, 相根 義昌, 松本 崇, 秋山 友了, 宮下 慎一郎, 長谷川 仁子, 山野 昭人, 矢嶋 俊介, 渡部 俊弘, 丹羽 光一
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] D型ボツリヌス神経毒素結合タンパク質 非毒非血球凝集素の細胞種特異的なトランスサイトーシス (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮下 慎一郎, 林 慎太郎, 丹羽 光一, 渡部 俊弘, 相根 義昌
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] D型ボツリヌス神経毒素結合タンパク質非毒非血球凝集素のヒト大腸癌細胞への結合および透過 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮下慎一郎，相根義昌，林慎太郎，鈴木智典，丹羽光一，渡部俊弘
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] ボツリヌスC型菌Yoichi株の産生するHA-33/HA-17複合体の構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林慎太郎, 相根義昌，松本崇, 秋山友了，宮下慎一郎，長谷川仁子，山野昭人，矢嶋俊介, 渡部俊弘，丹羽光一
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] D型ボツリヌス神経毒素結合タンパク質 NTNHAはラット小腸上皮細胞へ結合し細胞層を透過する. (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮下慎一郎, 相根義昌, 林慎太郎, 鈴木智典，丹羽光一, 渡部俊弘.
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] ボツリヌスC型菌Yoichi株が産生するHA-33の結晶化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林慎太郎, 相根義昌, 秋山友了, 宮下慎一郎, 鈴木智典，矢嶋俊介, 渡部俊弘, 丹羽光一.
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜