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2017 年度 実績報告書

ボツリヌス食中毒の消化器傷害におけるボツリヌス毒素複合体無毒タンパク質の関与

研究課題

研究課題/領域番号 15K08475
研究機関東京農業大学

研究代表者

渡部 俊弘  東京農業大学, 生物産業学部, 教授 (80175695)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードボツリヌス毒素複合体 / ボツリヌス食中毒 / 細胞毒性
研究実績の概要

ボツリヌス毒素複合体は、神経細胞に対して毒性を示すボツリヌス神経毒素と4種のタンパク質から構成される無毒タンパク質複合体(NC)との複合体として存在する。これまでにNCは、毒性を示さないものとして考えられてきたが、我々は、近年、ボツリヌスD型菌が産生するNCがラット腸管株化細胞IEC-6に、空胞化を引き起こし、毒性を示すことを初めて明らかにした。本研究では、NCによる細胞毒性および細胞の形状に与える影響を明らかにすることを目的としている。本研究において、これまでに、ボツリヌスNCによる空胞形成には、後期エンドソームおよびリソソームが関与していること、さらに、培養細胞だけでなく、ラットの腸管に対しても毒性を示すことを明らかにしてきた。
本年度は、NCの細胞毒性に関与する構成成分を明らかにするため、NCを形成するタンパク質をそれぞれ分離し、その細胞毒性を明らかにした。その結果、各構成成分単独には、細胞に対する毒性がないことが示された。また、構成成分のうちのいくつかが欠損している毒素中間体を用いた毒性試験においても、細胞毒性が著しく低下することが示され、完全な形の複合体を形成していることが細胞毒性において重要であるとを示した。
さらに、本年度は、血清型のことなるボツリヌス毒素複合体、すなわちB型毒素複合体による細胞毒性ならびに空胞化活性を明らかにした。その結果、D型毒素複合体は、IEC-6並びに牛頸動脈正常細胞BAECに対し毒性を示し、さらに両細胞において空胞化の形成が認められた。一方、B型毒素複合体においては、両細胞に対し毒性が認められなかったが、BAECにおいて、空胞化が認められた、以上の結果から、ボツリヌス毒素複合体の細胞毒性並びに空胞化活性には、血清型による相違があることが示された。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Construction of "Toxin Complex" in a Mutant Serotype C Strain of Clostridium botulinum Harboring a Defective Neurotoxin Gene.2017

    • 著者名/発表者名
      Suzuki T, Nagano T, Niwa K, Uchino M, Tomizawa M, Sagane Y, Watanabe T
    • 雑誌名

      Current Microbiology

      巻: 7 ページ: 49-54

    • DOI

      10.1007/s00284-016-1150-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Building-block architecture of botulinum toxin complex: Conformational changes provide insights into the hemagglutination ability of the complex2017

    • 著者名/発表者名
      Suzuki T, Sagane Y, Matsumoto T, Hasegawa K, Yamano A, Niwa K, Watanabe T
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 9 ページ: 67-71

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2016.11.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reversible Association of the Hemagglutinin Subcomplex, HA-33/HA-17 Trimer, with the Botulinum Toxin Complex2017

    • 著者名/発表者名
      Sagane Y, Mutoh S, Koizumi R, Suzuki T, Miyashita S, Miyata K, Ohyama T, Niwa K, Watanabe T
    • 雑誌名

      The Protein Journal

      巻: 36 ページ: 417-424

    • DOI

      10.1007/s10930-017-9733-y

    • 査読あり
  • [学会発表] Internalization and intercellular trafficking of the serotype D botulinum neurotoxin binding protein, nontoxic nonhemagglutinin, in epithelial and endothelial cells.2017

    • 著者名/発表者名
      Sagane, Y., Miyashita, S. -I., Hosoya, K., Karatsu, S., Kurihara, A., Sugawara, C., Niwa, K., Watanabe, T.
    • 学会等名
      10th International Conference on the Molecular Biology and Pathogenesis of the Clostridia.
    • 国際学会
  • [学会発表] “Non-toxic” proteins of the botulinum toxin complex exert cytotoxicity with vacuole formation in the cell.2017

    • 著者名/発表者名
      Sagane, Y., Miyashita, S. -I., Kurihara, A., Sugawara, C., Hosoya, K., Karatsu, S., Niwa, K., Watanabe, T.
    • 学会等名
      10th International Conference on the Molecular Biology and Pathogenesis of the Clostridia.
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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