ライブイメージングにより細菌感染過程と感染特異的なオートファジーを可視化する

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K15130
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 中川 一路 京都大学, 医学研究科, 教授 (70294113)
• 研究分担者: 野澤 孝志 京都大学, 医学研究科, 助教 (10598858) ; 相川 知宏 京都大学, 医学研究科, 助教 (70725499)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: オートファジー / ゼノファジー / Rabタンパク質 / イメージング / A群レンサ球菌

研究実績の概要

細菌の宿主細胞への感染現象は，細胞間で単一ではなく，時空間的に大きな差違がでる．そのため，感染時の特定の現象を単一細胞の追跡で捉えるのは困難とされている．また，ライブイメージング解析では，特定の現象を可視化するプローブを開発・選択することが鍵となるが，感染症研究においては，それぞれの菌の動態が大きく異なるために，これらの開発もほとんど進んでいないのが現状である．本研究では，細胞内侵入性を示すA群レンサ球菌が，オートファジーによって捕獲・分解されるという申請者の研究成果を元に，感染の各ステップを可視化するプローブを先生し，これに近年開発が進む多次元蛍光イメージングシステムを導入することで，感染現象をリアルタイムで追跡し，時空間的感染過程，感染制御の分子メカニズムを明らかとすることを目的とした．平成27年度では，A群レンサ球菌によって誘導されるオートファジーの感染特異的に雄郎される膜形成に関わるRabタンパク質群や，そのRabと結合するSNAREタンパク質群に焦点を当てて，特にRab17, Rab30, Rab35がA群感染特異的に膜形成に関わることについて解析を行った．平成28年度では，そのさらに詳細なメカニズムを解析するため，2分子会合によって蛍光を発するFluo-chaseシステムや，Proximity ligationアッセイを用いて，細菌得意的なオートファゴソーム誘導に関わるメカニズム，特にRab17によって細菌感染特異的に誘導されるオートファジーのリサイクリングエンドソームの利用に関わるStx6-VTI1B-VAMP3コンプレックスが必須であること，また細胞内に侵入した細菌を認識する分子としてユビキチン化が重要であることが示唆されているが，ユビキチンのアダプター分子であるNDP52の誘導にRab35が必須であることを明らかとした．

研究成果

• [国際共同研究] タイ保健省(タイ)
  • 国名: タイ
  • 外国機関名: タイ保健省
• [雑誌論文] The STX6-VTI1B-VAMP3 complex facilitates xenophagy by regulating the fusion between recycling endosomes and autophagosomes (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Nozawa, A. Minowa-Nozawa, C. Aikawa, I. Nakagawa.
  • 雑誌名: Autophagy 巻: 13 ページ: 57-69
  • DOI: 10.1080/15548627.2016.1241924
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Bcl-xL Affects Group A Streptococcus-Induced Autophagy Directly, by Inhibiting Fusion between Autophagosomes and Lysosomes, and Indirectly, by Inhibiting Bacterial Internalization via Interaction with Beclin 1-UVRAG (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakajima S, Aikawa C, Nozawa T, Minowa-Nozawa,A, Toh H, Nakagawa I.
  • 雑誌名: PLos One 巻: 12 ページ: e0170138
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0170138
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] YvqE and CovRS of Group A Streptococcus Play a Pivotal Role in Viability and Phenotypic Adaptations to Multiple Environmental Stresses (2017)
  • 著者名/発表者名: Roobthaisong A, Aikawa C, Nozawa, T. Maruyama F, Nakagawa I
  • 雑誌名: Plos One 巻: 12 ページ: e0170612
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0170612
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Complete Genome Sequences of Broad-Host-Range Pseudomonas aeruginosa Bacteriophages ΦR18 and ΦS12-1 (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Furusawa, H. Iwano, H. Higuchi, M. Usui, F. Maruyama, I. Nakagawa, H. Yokota, Y. Tamura.
  • 雑誌名: Genome Annouc 巻: 4 ページ: e00041-16
  • DOI: 10.1128/genomeA.00041-16
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Comparative Genome Analyses of Streptococcus suis Isolates from Endocarditis Demonstrate Persistence of Dual Phenotypic Clones (2016)
  • 著者名/発表者名: Tohya M, Watanabe T, Maruyama, F., Arai, S., Ota, A., Athey, TB., Fittipaldi, N, Nakagawa, I., Sekizaki, T.
  • 雑誌名: PLos One 巻: 11 ページ: e0159558
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0159558
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Microbially cleaved immunoglobulins are sensed by the innate immune receptor LILRA2 (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Hirayasu, F. Sito, T. Suenaga, K. Shida, N. Arase, K. Oikawa, T. Yamaoka, H., H., Murota, H. Chibana, I. Nakagawa, T. Kubori, H. Nagai, Y, Nakamura, I. Katayama, M. Collonna, H. Arase
  • 雑誌名: Nature Microbiol. 巻: 1 ページ: 16054
  • DOI: 10.1038/nmicrobiol.2016.54
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prevalent emm types and superantigen gene patterns of group A Streptococcus in Thailand. (2016)
  • 著者名/発表者名: W. Paveenkittiporn, T. Nozawa, S. Dejsirilert, I. Nakagawa, S. Hamada
  • 雑誌名: Epidemiol Infect 巻: 144 ページ: 864-869
  • DOI: 10.1017/S0950268815001880
  • 査読あり
• [学会発表] 細菌感染とオートファジー (2017)
  • 著者名/発表者名: 中川一路
  • 学会等名: 第90回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター（仙台）
  • 年月日: 2017-03-19 – 2017-03-21
• [学会発表] Identification of novel inhibitor for Group A Streptococcus growth (2017)
  • 著者名/発表者名: 相川 知宏，星野 将人，長門石 曉，津本 浩平，中川 一路
  • 学会等名: 第90回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター（仙台）
  • 年月日: 2017-03-19 – 2017-03-20
• [学会発表] 細菌叢遺伝子発現解析によるインプラント周囲炎および歯周炎の 疾患特異的な細菌ネットワーク (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡辺 孝康，芝 多佳彦，加地 博一，村瀬 一典，竹内 康雄， 丸山 史人，和泉 雄一，中川 一路
  • 学会等名: 第90回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター（仙台）
  • 年月日: 2017-03-19 – 2017-03-20
• [学会発表] A 群レンサ球菌ゲノム上のプロファージが宿主の遺伝子発現に及 ぼす影響の解明について (2017)
  • 著者名/発表者名: 山田 俊介，相川 知宏，野澤 孝志，中川 一路
  • 学会等名: 第90回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター（仙台）
  • 年月日: 2017-03-19 – 2017-03-20
• [学会発表] Bcl-xL regulates Group A Streptococcus internalization to host cell and autophagosome-lysosome fusion (2017)
  • 著者名/発表者名: 中島 慎太郎，相川 知宏，野澤 孝志，野澤 敦子，藤 博貴，中 川 一路
  • 学会等名: 第90回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター（仙台）
  • 年月日: 2017-03-19 – 2017-03-20
• [学会発表] 豚の成長に伴う Streptococcus suis と類縁菌 Streptococcus parasuis の菌数変化の違い (2017)
  • 著者名/発表者名: 新井 沙倉，金 炫呈，遠矢 真理，渡辺 孝康，鈴木 詠律子， 丸山 史人，中川 一路，関崎 勉
  • 学会等名: 第90回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター（仙台）
  • 年月日: 2017-03-19 – 2017-03-20
• [学会発表] 潜在期結核菌抗原の精製と感染診断への応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西田 由貴子，尾関 百合子，立石 善隆，西山 晃史，山本 三郎，中 川 一路，松本 壮吉
  • 学会等名: 第90回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター（仙台）
  • 年月日: 2017-03-19 – 2017-03-20
• [学会発表] Spatial regulation of autophagy receptor NDP52 by Rab35 GTPase (2017)
  • 著者名/発表者名: 野澤 敦子，野澤 孝志，中川 一路
  • 学会等名: 第90回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター（仙台）
  • 年月日: 2017-03-19 – 2017-03-20
• [学会発表] Streptococcus pyogenes NADglycohydrolase as negative regulator for internalization into HeLa cells (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤 博貴，相川 知宏，中島 慎太郎，野澤 孝志，野澤 敦子，中川 一路
  • 学会等名: 第90回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター（仙台）
  • 年月日: 2017-03-19 – 2017-03-20
• [学会発表] A 群レンサ球菌は NAD-glycohydrolase によりゴルジ体断片化を誘導しサイトカイン分泌経路を阻害する (2016)
  • 著者名/発表者名: 野澤孝志、中川一路
  • 学会等名: 第49回レンサ球菌研究会
  • 発表場所: 長崎大学（長崎）
  • 年月日: 2016-07-08 – 2016-07-09
• [学会発表] 細菌表層機能分子をターゲットとした分子標的薬開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中川一路，星野将人，相川知宏，津本浩平
  • 学会等名: 第49回レンサ球菌研究会
  • 発表場所: 長崎大学（長崎）
  • 年月日: 2016-07-08 – 2016-07-09
• [学会発表] 細菌分子による細胞内メンブレントラフィックの制御-A 群レンサ球菌をモデルとして- (2016)
  • 著者名/発表者名: 中川一路
  • 学会等名: 第25回内毒素・LPS研究会
  • 発表場所: 慶應義塾大学（東京）
  • 年月日: 2016-06-25 – 2016-06-25
  • 招待講演
• [備考] http://www.bac.med.kyoto-u.ac.jp