ウェルシュ菌ε毒素、α毒素の作用機構に関するラフトロジー的解析

2004 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 15390144
• 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: 香川大学
• 研究代表者: 岡部 昭延 国立大学法人香川大学, 医学部, 教授 (20093677)
• 研究分担者: 松下 治 国立大学法人香川大学, 医学部, 助教授 (00209537) ; 宮田 茂 国立大学法人香川大学, 医学部, 助手 (90314913) ; 玉井 栄治 国立大学法人香川大学, 医学部, 助手 (40333512) ; 小林 良二 国立大学法人香川大学, 医学部, 教授 (00020917) ; 徳田 雅明 国立大学法人香川大学, 医学部, 教授 (10163974) ; TOKUMITSU Hiroshi Kagawa University, Signal Transduction Sciences, Associated professor (20237077)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• キーワード: ウエルシュ菌 / α毒素 / ε毒素 / 脂質ラフト / 血小板凝集 / シグナル伝達 / ガングリオシド / スフィンゴミエリン

研究概要

ウエルシュ菌による家畜類の腸性毒素血症の原因毒素であるε毒素、およびヒトガス壊疽の原因毒素であるα毒素について、毒素作用の分子機構を明らかにすることを目的に研究を行った。ε毒素は、神経細胞の脂質ラフトに親和性を示し、7量体を形成し、膜透過孔を形成する。本研究では、ラフトの脂質環境の変化がε毒素のラフトへの結合や7量体形成にどのように影響を及ぼすかについて検討した。ラフトの主要構成脂質であるコレステロールの除去、合成阻害はε毒素の7量体形成を阻害するが、他の主要脂質であるスフィンゴ脂質の合成を、フモニシンB1で阻害した場合、MDCK細胞の毒素感受性が増加した。RDMPでスフィンゴ糖脂質の合成を阻害した場合でも同様な結果であった。他方、スフィンゴミエリンを合成阻害した場合は、毒素感受性が減少した。ガングリオシドGM1を添加した場合、毒素の結合、7量体形成、毒素感受性は減少した。MDCK細胞の培養時間の延長に伴いガングリオシドが増加し、毒素感受性が低下すること、本菌が産生するシアリダーゼで処理すると、毒素感受性が増加したことから、ガングリオシドの増加は、シアル酸増加を導き、その結果毒素の結合を阻害すると結論した。次に、ガス壊疽の主要な原因と考えられているα毒素による血小板凝集と、ラフト及びその脂質環境の関係性について検討した。ホスホリパーゼCとスフィンゴミエリナーゼ活性を有するα毒素は、血小板のラフトに高い親和性を示し、かつラフトに濃縮されたスフィンゴミエリンを分解しセラミドを産生すること、変異毒素はラフトへの結合性を示すが血小板凝集を示さないこと、α毒素は脂質ラフトを凝集すること、抗セラミド抗体は血小板凝集を抑制することを明らかにした。このことから、α毒素のスフィンゴミエリナーゼ活性により産生されるセラミドの作用により、ラフトのクラスター化が惹起され、血小板凝集のシグナル伝達が導かれると結論した。

研究成果

• [雑誌論文] Changes in ganglioside content affect the binding of Clostridium perfringens epsilontoxin to detergent-resistant membranes of Madin-Darby canine kidney cells (2005)
  • 著者名/発表者名: Seiko Shimamoto
  • 雑誌名: Microbiology and Immunology 49・3 ページ: 245-253
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Changens in ganglioside content affect the binding of Clostridium perfringens epsilon-toxin to detergent-resistant membranes of Madin-Darby canine kidney cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Shimamoto S, Tamai E, Matsushita O, Minami J, Okabe A, Miyata S.
  • 雑誌名: Microbiology and Immunology 49(3) ページ: 245-253
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より