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2015 年度 実施状況報告書

ウエルシュ菌α毒素の好中球分化抑制による宿主免疫回避機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K19099
研究機関徳島文理大学

研究代表者

竹原 正也  徳島文理大学, 薬学部, 助教 (40742705)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード好中球 / ウエルシュ菌α毒素 / 細菌感染 / 細胞分化
研究実績の概要

ガス壊疽の原因菌の一つであるウエルシュ菌は、一部の患者で好中球減少症を介した敗血症を短時間で引き起こし、抗菌薬の投与で阻止できない極めて予後の悪い感染症を引き起こす。しかしながら、このような劇的な症状の進行を引き起こす機構については解明されていない。我々は、ウエルシュ菌に感染したガス壊疽モデルマウスを用いた検討により、本菌に感染した宿主では骨髄や末梢血で高度に分化した好中球がα毒素依存的に減少することを見出した。また、ガス壊疽モデルマウスの感染局所での好中球の挙動や、α毒素が宿主免疫機能に与える影響を検討したところ、本菌の産生するα毒素により感染局所への好中球の集積が抑制され、これが感染局所での本菌の生存を促進することが示された。これらの結果より、ウエルシュ菌が産生するα毒素は全身で好中球数を低下させることで宿主の免疫機能を障害し、本菌の感染局所での宿主免疫回避に関与することが示唆された。また、マウス大腿骨より採取した骨髄細胞や精製したα毒素を用いた検討により、本毒素が未分化な好中球の分葉核球への分化を特異的に阻害することが判明した。さらに、変異型α毒素(H148G)を用いた検討より、α毒素の好中球に対する分化抑制作用が、本毒素のスフィンゴミエリナーゼ活性やホスホリパーゼC活性に依存することが明らかとなった。以上の結果より、α毒素による好中球の分化抑制が宿主の免疫機能を低下させ、これにより本感染症が劇的に進行する可能性が考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

α毒素による好中球の分化抑制の機構を解明するため、本毒素のスフィンゴミエリナーゼ活性やホスホリパーゼC活性と分化抑制作用との関連を検討することを当初の計画としていた。我々は毒素のこれらの活性に注目した検討をさらに進め、好中球の分化抑制がスフィンゴミエリナーゼ活性やホスホリパーゼC活性による脂質ラフトの障害によることを見出した。このように、当初の計画よりさらに進んだ研究成果が得られた。

今後の研究の推進方策

今後の検討は以下の方針で行う予定である。
1. 野生型及びα毒素欠損型ウエルシュ菌感染モデルマウスより採取した骨髄細胞に含まれる顆粒球・単球系前駆細胞、骨髄芽球、桿状核球、及び分葉核球をそれぞれ定量し、骨髄中での好中球の分化に与える影響を解析する。
2. ウエルシュ菌感染モデルマウスより採取した骨髄細胞より好中球を分取し細胞の遊走能や貪食能を評価する。この結果より、ウエルシュ菌感染が好中球の機能に与える影響を評価する。
3. α毒素を静脈内投与したマウスより骨髄細胞を採取し、α毒素が骨髄内で好中球の分化に与える影響を解析する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Clostridium perfringens Delta-Toxin Induces Rapid Cell Necrosis.2016

    • 著者名/発表者名
      Seike S, Miyamoto K, Kobayashi K, Takehara M, Nagahama M
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 11 ページ: e0147957

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0147957

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Role of P2X7 receptor in Clostridium perfringens beta-toxin-mediated cellular injury.2015

    • 著者名/発表者名
      Nagahama M, Seike S, Shirai H, Takagishi T, Kobayashi K, Takehara M, Sakurai J
    • 雑誌名

      Biochim Biophys Acta

      巻: 1850 ページ: 2159-2167

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2015.08.011

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Identification of the replication region in pBCNF5603, a bacteriocin-encoding plasmid, in the enterotoxigenic Clostridium perfringens strain F5603.2015

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto K, Seike S, Takagishi T, Okui K, Oda M, Takehara M, Nagahama M
    • 雑誌名

      BMC Microbiol.

      巻: 15 ページ: 118

    • DOI

      10.1186/s12866-015-0443-3

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Clostridium perfringens TpeL Induces Formation of Stress Fibers via Activation of RhoA-ROCK Signaling Pathway.2015

    • 著者名/発表者名
      Nagahama M, Ohkubo A, Kinouchi Y, Kobayashi K, Miyamoto K, Takehara M, Sakurai J
    • 雑誌名

      Biol Pharm Bull

      巻: 38 ページ: 732-739

    • DOI

      10.1248/bpb.b14-00842

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ウエルシュ菌α毒素の好中球分化抑制による自然免疫系の障害2016

    • 著者名/発表者名
      竹原正也, 高岸照久, 大石恭平, 宮本和明, 小林敬子, 永浜政博
    • 学会等名
      第89回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      大阪府
    • 年月日
      2016-03-23 – 2016-03-23
  • [学会発表] ウエルシュ菌α毒素を用いた新規宿主免疫回避機構の解明2015

    • 著者名/発表者名
      竹原正也, 高岸照久, 清家総史, 小林敬子, 永浜政博
    • 学会等名
      第54回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会 中国四国支部学術大会
    • 発表場所
      高知県
    • 年月日
      2015-11-01 – 2015-11-01
  • [学会発表] ウエルシュ菌α毒素の好中球産生障害による宿主感染機構2015

    • 著者名/発表者名
      竹原正也,高岸照久,清家総史,小林敬子,永浜政博
    • 学会等名
      第68回日本細菌学会中国・四国支部総会
    • 発表場所
      岡山県
    • 年月日
      2015-10-04 – 2015-10-04
  • [学会発表] ウエルシュ菌α毒素は好中球の分化を抑制することで宿主免疫を障害する2015

    • 著者名/発表者名
      竹原正也, 高岸照久, 清家総史, 小林敬子, 永浜政博
    • 学会等名
      第27回 微生物シンポジウム
    • 発表場所
      岡山県
    • 年月日
      2015-09-04 – 2015-09-04

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公開日: 2017-01-06  

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