M細胞が分泌する解糖系酵素アルドラーゼAと膜受容体を介したプリオン侵入機構の解明

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H04586
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 麻生 久 東北大学, 農学研究科, 教授 (50241625)
• 研究分担者: 北澤 春樹 東北大学, 農学研究科, 准教授 (10204885) ; 奥 夏美 (岡田夏美) 東北大学, 農学研究科, 技術一般職員 (10621584) ; 野地 智法 東北大学, 農学研究科, 准教授 (10708001) ; 渡邊 康一 東北大学, 農学研究科, 助教 (80261494)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: プリオン / M細胞 / アルドラーゼA / 牛腸管上皮細胞株 / マウス腸管上皮細胞株 / 侵入 / 抗体阻害 / トランスサイトーシス

研究実績の概要

経口摂取したプリオン蛋白は腸管M細胞を介して侵入する。申請者は、プリオン蛋白が腸管上皮M細胞より分泌された解糖系酵素アルドラーゼAと結合して輸送小胞へと取り込まれることが、プリオン侵入に必須であることを発見した。そこで、細胞内アルドラーゼAをノックアウトすることでアルドラーゼAの機能を阻害し、アルドラーゼAのM細胞におけるプリオン蛋白質トランスサイトーシス機構における役割を解析した。
先ず、M細胞に存在するアルドラーゼAを阻害する目的で、Transcription activator-like effector nuclease（TALEN）をMIE細胞へトランスフェクションし、アルドラーゼAノックアウトを試みた。1st メチオニンを含む標的蛋白のエキソン部位の塩基配列を認識するようにTALENを設計することでC末端のエンドヌクレアーゼが目的部位を切断することにより、修復時に欠損して標的蛋白をノックアウトすることが出来る。
TALEN法によってアルドラーゼAをノックアウトしたMIE細胞（MIE ALDOA-/-細胞）はアルドラーゼAの発現が無く、M細胞に分化誘導することによってM細胞マーカーGP-2の発現は確認された。M細胞分化MIE ALDOA-/-細胞にプリオン蛋白質結合蛍光ビーズを添加し、9時間後の下部培地中蛍光ビーズ数をフローサイトメトリー解析によってM-MIE細胞と比較解析した。トランスサイトーシスされた蛍光ビーズの量は、アルドラーゼAノックアウトによって無処理およびプリオン蛋白質結合蛍光ビーズ両方で減少したが、プリオン蛋白質結合蛍光ビーズの方がより減少し、野生型のM細胞分化MIE細胞による抗アルドラーゼA抗体処理と同等の減少率であった。以上より、アルドラーゼA発現の阻害はM細胞のプリオン蛋白質結合蛍光ビーズのトランスサイトーシスを抑制することが判明した。

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。

研究成果

• [雑誌論文] mmunobiotics for the Bovine Host: Their Interaction with Intestinal Epithelial Cells and Their Effect on Antiviral Immunity. (2018)
  • 著者名/発表者名: Julio Villena, Hisashi Aso, Victor P. M. G. Rutten, Hideki Takahashi, Willem van Eden and Haruki Kitazawa
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 9 (326) ページ: 1-10
  • DOI: 10.3389/fimmu.2018.00326
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of a novel mechanism of action of bovine IgG antibodies specific for Staphylococcus aureus (2018)
  • 著者名/発表者名: Furukawa M, Yoneyama H, Hata E, Iwano H, Higuchi H, Ando T, Sato M, Hayashi T, Kiku Y, Nagasawa Y, Niimi K, Usami K, Ito K, Watanabe K, Nochi T, Aso H.
  • 雑誌名: Veterinary Research 巻: 49 (1) ページ: 22-33
  • DOI: 10.1186/s13567-018-0517-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exopolysaccharides from Lactobacillus delbrueckii OLL1073R-1 modulate innate antiviral immune response in porcine intestinal epithelial cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Paulraj Kanmani, Leonardo Albarra2018.00326in, Hisakazu Kobayashi, Hikaru Iida, Ryoya Komatsu, A.K.M. Humayun Kober, Wakako Ikeda-Ohtsubo, Yoshihito Suda, Hisashi Aso, Seiya Makino, Hiroshi Kano, Tadao Saito, JulioVillen, Haruki Kitazawa
  • 雑誌名: Molecular Immunology 巻: 93 ページ: 253-265
  • DOI: org/10.1016/j.molimm.2017.07.009
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Transcriptomic Analysis of the Innate Antiviral Immune Response in Porcine Intestinal Epithelial Cells: Influence of Immunobiotic Lactobacilli (2017)
  • 著者名/発表者名: Leonardo Albarracin, Hisakazu Kobayashi, Hikaru Iida, Nana Sato, Tomonori Nochi,Hisashi Aso, Susana Salva, Susana Alvarez, Haruki Kitazawa and Julio Villena
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 8 (57) ページ: 1-15
  • DOI: 10.3389/fimmu.2017.00057
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of a moderate-fat diet enriched with fish oil on intestinal lipid absorption in a senescence-accelerated prone mouse model (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazushi Yamamoto; Yui Iwagaki; Koichi Watanabe; Tomonori Nochi; Hisashi Aso; Tsoyoshi Tsuduki
  • 雑誌名: Nutrition 巻: 50 ページ: 26-35
  • DOI: 0.1016/j.nut.2017.10.015
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of an in vitro immunobiotic evaluation system against rotavirus infection in bovine intestinal epitheliocytes (2017)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, H., P. Kanmani, T. Ishizuka, A. Miyazaki, J. Soma, L. Albarracin, Y. Suda, T. Nochi, H. Aso, N. Iwabuchi, J-z. Xiao, T. Saito, J. Villena, H. Kitazawa
  • 雑誌名: Beneficial Microbes 巻: 8 (2) ページ: 309-321
  • DOI: 10.3920/BM2016.0155
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 末梢セロトニンの褐色脂肪細胞活性化による抗肥満作用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田口輝明・甲藤士郎・田中孝太朗・庄 涛・吉村 梢・渡邊康一・野地智法・麻生 久
  • 学会等名: 日本畜産学会第124回大会
• [学会発表] 初産牛における乳汁中の体細胞数と炎症誘起因子シクロフィリンA濃度との相関解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 海野 剛・浦川めぐみ・庄 涛・田中孝太朗・吉村 梢・佐藤佑子・伊藤 愛・小林宏子・渡邊康一・野地智法・麻生 久
  • 学会等名: 日本畜産学会第124回大会
• [学会発表] ブタにおける二次リンパ組織の形態形成機序の解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 古川睦実・伊藤 駿・鈴木俊一・淵本大一郎・渡邊康一・麻生 久・野地智法
  • 学会等名: 日本畜産学会第124回大会
• [学会発表] Development of immune and microbial environments is independently regulated in the mammary gland (2017)
  • 著者名/発表者名: Niimi K., Usami K., Aso H., Nochi T.
  • 学会等名: 日本免疫学会第46回学術集会
• [学会発表] Important role of the immunological network between large intestine and mammary gland in breastfeeding (2017)
  • 著者名/発表者名: Usami K., Niimi K., Kamioka M., Kiyono H., Aso H., Nochi T.
  • 学会等名: 日本免疫学会第46回学術集会
• [学会発表] プロバイオティクス枯草菌によるウシ乳房炎の発症軽減効果 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浦川めぐみ・佐藤秀俊・庄 涛・田口輝明・海野 剛・田中孝太朗・甲藤士郎・吉村 梢・小林宏子・伊藤 愛・高田直和・芦田延久・大友直樹・渡邊康一・野地智法・麻生 久
  • 学会等名: 日本乳房炎研究会第22回学術集会
• [学会発表] 二次リンパ組織の形態形成に関するブタ胎仔を用いた組織学的研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 古川睦実、伊藤 駿、盛田彰太郎、鈴木俊一、淵本大一郎、中井美智子、大西 彰、新實香奈枝、宇佐美克紀、佐々木志保、渡邊康一、麻生 久、野地智法
  • 学会等名: 日本獣医学会第160回学術集会
• [学会発表] X-SCIDモデルブタ（IL2Rg欠損ブタ）の各種臓器内に認められるＴ細胞およびＢ細胞分布に関する組織学的研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 駿、古川睦実、盛田彰太郎、鈴木俊一、淵本大一郎、中井美智子、大西 彰、新實香奈枝、宇佐美克紀、佐々木志保、渡邊康一、麻生 久、野地智法
  • 学会等名: 日本獣医学会第160回学術集会
• [学会発表] Effects of common microbial ligands for TLRs on adipogenesis and inflammation in porcine adipocytes (2017)
  • 著者名/発表者名: 井形愛美・K.AKM Humayun・Tada A.・A. Leonardo・Ikeda-Ohtsubo W.・Aso H.・Yoda K.・Miyazawa K.・He Fang・Saito T.・Villena J.・Kitazawa H.
  • 学会等名: 日本畜産学会第123回大会
• [学会発表] Dispensable role of indigenous bacteria in developing the mammary gland functions (2017)
  • 著者名/発表者名: Niimi K.・Usami K.・Furukawa M.・Sasaki S.・Ito S.・Banba Y.・Watanabe K.・Aso H.・Nochi T.
  • 学会等名: 日本畜産学会第123回大会
• [学会発表] 末梢セロトニンの骨格筋線維型移行および代謝亢進作用の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 甲藤士郎・田口輝明・田中孝太朗・庄 涛・吉村 梢・渡邊康一・野地智法・麻生 久
  • 学会等名: 日本畜産学会第123回大会
• [学会発表] Development of advanced evaluation system of anti-disease immunobiotics (2017)
  • 著者名/発表者名: Komatsu R.・Iida H.・K.AKM Humayun・Albarracin Leonardo 3・Suda Y.・Ikeda-Ohtsubo W.・Aso H.・Iwabuchi N.・Xiao Jin-zhong・Saito T.・Villena J.・Kitazawa H.
  • 学会等名: 日本畜産学会第123回大会
• [学会発表] 授乳期特有の乳腺免疫の発達に関わるＴ細胞の役割とは (2017)
  • 著者名/発表者名: 宇佐美克紀・新實香奈枝・古川睦実・佐々木志保・伊藤 駿・馬場柚里・渡邊康一・麻生 久・野地智法
  • 学会等名: 東北畜産学会第67回大会
• [学会発表] 授乳期の乳腺の機能形成おける役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐々木志保・新實香奈枝・宇佐美克紀・古川睦実・伊藤 駿・馬場柚里・渡邊康一・麻生 久・野地智法
  • 学会等名: 東北畜産学会第67回大会
• [図書] Energy homeostasis by peripheral serotonin (2017)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Watanabe, Michael Rose, Yoshinori Kanayama, Hitoshi Shirakawa and Hisashi Aso
  • 総ページ数: 305
  • 出版者: InTech Team
  • ISBN: 978-953-51-5290-3
• [備考] 東北大学大学院農学研究科機能形態学分野
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/keitai/index-j.html
• [備考] 東北大学大学院農学研究科食と農免疫国際教育研究センター
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/cfai/index.html