肺炎球菌のアルギニン代謝産物による免疫回避機構の解明

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K15787
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 山口 雅也 大阪大学, 歯学研究科, 助教 (00714536)
• 研究分担者: 川端 重忠 大阪大学, 歯学研究科, 教授 (50273694) ; 中田 匡宣 大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (90444497) ; 住友 倫子 大阪大学, 歯学研究科, 講師 (50423421)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 感染症 / 細菌 / レンサ球菌 / アルギニン

研究実績の概要

Streptococcus pyogenesはヒトに膿痂疹や丹毒などの皮膚感染症を引き起こす原因菌である。S. pyogenesが有するアルギニン代謝経路は、代謝過程においてATPとアンモニアを産生する。皮膚感染時には、環境中の糖質が少ないために、アルギニン代謝系が主として働いていると考えられる。本研究では、S. pyogenesのアルギニン代謝機構が皮膚感染に及ぼす影響を検討した。
S. pyogenes 5448株を親株として、アルギニンデイミナーゼをコードするarcA遺伝子の欠失株ならびにarcA復帰変異株を作製した。次に、THY液体培地中で培養した各菌株の増殖曲線、生菌数の推移、およびarcA発現量を評価した。また、培養上清中のアンモニア濃度を測定した。さらに、S. pyogenesのアルギニン代謝能が皮膚感染に及ぼす影響を検討するため、C57BL/6J雌マウスの背部を除毛した後に、各菌株の懸濁液をガーゼパッチにより留置することで感染させた。感染3日後、皮膚病変中の生菌数と組織像を評価した。
各菌株における対数増殖期から死滅期にかけての増殖曲線に差は認められなかった。しかし、定常期から死滅期における生菌数は、arcA欠失により有意に低下した。また、野生株および復帰変異株におけるarcA発現量および培養液中のアンモニア濃度は対数増殖期と比較して、定常期以降で顕著に上昇した。感染実験では、arcAの欠失により皮膚病変中の生菌数が有意に減少した。さらに、野生株および復帰変異株感染マウスでは感染部位における潰瘍形成が認められたが、arcA欠失により抑制された。
以上の結果より、S. pyogenesの皮膚病変形成にArcAによるアルギニン代謝能が寄与する可能性が示された。

研究成果

• [雑誌論文] Neutrophil elastase subverts the immune response by cleaving Toll-like receptors and cytokines in pneumococcal pneumonia. (2018)
  • 著者名/発表者名: Domon Hisanori, Nagai Kosuke, Maekawa Tomoki, Oda Masataka, Yonezawa Daisuke, Takeda Wataru, Hiyoshi Takumi, Tamura Hikaru, Yamaguchi Masaya, Kawabata Shigetada, Terao Yutaka
  • 雑誌名: Front. Immunol. 巻: in press ページ: －
  • DOI: 10.3389/fimmu.2018.00732
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparison of trophic factors secreted from human adipose-derived stromal vascular fraction with those from adipose-derived stromal/stem cells in the same individuals (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirose Yujiro、Funahashi Yasuhito、Matsukawa Yoshihisa、Majima Tsuyoshi、Yamaguchi Masaya、Kawabata Shigetada、Gotoh Momokazu、Yamamoto Tokunori
  • 雑誌名: Cytotherapy 巻: in press ページ: －
  • DOI: 10.1016/j.jcyt.2018.02.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Streptococcal Cysteine Protease-Mediated Cleavage of Desmogleins Is Involved in the Pathogenesis of Cutaneous Infection (2018)
  • 著者名/発表者名: Sumitomo Tomoko、Mori Yasushi、Nakamura Yuumi、Honda-Ogawa Mariko、Nakagawa Seitaro、Yamaguchi Masaya、Matsue Hiroyuki、Terao Yutaka、Nakata Masanobu、Kawabata Shigetada
  • 雑誌名: Front. Cell. Infect. Microbiol. 巻: 8 ページ: 10
  • DOI: 10.3389/fcimb.2018.00010
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synergistic findings from microbiological and evolutional analyses of virulence factors among pathogenic streptococcal species (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Masaya
  • 雑誌名: J. Oral Biosci. 巻: in press ページ: －
  • DOI: doi.org/10.1016/j.job.2018.02.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pneumococcal DNA-binding proteins released through autolysis induce the production of proinflammatory cytokines via toll-like receptor 4 (2018)
  • 著者名/発表者名: Nagai Kosuke、Domon Hisanori、Maekawa Tomoki、Oda Masataka、Hiyoshi Takumi、Tamura Hikaru、Yonezawa Daisuke、Arai Yoshiaki、Yokoji Mai、Tabeta Koichi、Habuka Rie、Saitoh Akihiko、Yamaguchi Masaya、Kawabata Shigetada、Terao Yutaka
  • 雑誌名: Cell. Immunol. 巻: 325 ページ: 14～22
  • DOI: 10.1016/j.cellimm.2018.01.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Streptococcus pyogenes CAMP factor promotes bacterial adhesion and invasion in pharyngeal epithelial cells without serum via PI3K/Akt signaling pathway (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa Mie、Oda Masataka、Domon Hisanori、Isono Toshihito、Nakamura Yuki、Saitoh Issei、Hayasaki Haruaki、Yamaguchi Masaya、Kawabata Shigetada、Terao Yutaka
  • 雑誌名: Microbes Infect. 巻: 20 ページ: 9～18
  • DOI: 10.1016/j.micinf.2017.09.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] 病原レンサ球菌の感染過程における莢膜糖鎖と糖鎖分解酵素の役割 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口雅也，川端重忠
  • 雑誌名: 生化学 巻: 90 ページ: 80-83
  • DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2018.900080
  • 査読あり
• [雑誌論文] Streptococcus?pneumoniae surface protein PfbA is a versatile multidomain and multiligand-binding adhesin employing different binding mechanisms (2017)
  • 著者名/発表者名: Beulin Darwin Selvi Jemima、Radhakrishnan Deepthi、Suresh Sharanya C.、Sadasivan Chittalakottu、Yamaguchi Masaya、Kawabata Shigetada、Ponnuraj Karthe
  • 雑誌名: FEBS J. 巻: 284 ページ: 3404～3421
  • DOI: 10.1111/febs.14200
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Streptococcus pyogenes Phospholipase A2 Induces the Expression of Adhesion Molecules on Human Umbilical Vein Endothelial Cells and Aorta of Mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Oda Masataka、Domon Hisanori、Kurosawa Mie、Isono Toshihito、Maekawa Tomoki、Yamaguchi Masaya、Kawabata Shigetada、Terao Yutaka
  • 雑誌名: Front. Cell. Infect. Microbiol. 巻: 7 ページ: 300
  • DOI: 10.3389/fcimb.2017.00300
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Zinc metalloproteinase ZmpC suppresses experimental pneumococcal meningitis by inhibiting bacterial invasion of central nervous systems (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Masaya、Nakata Masanobu、Sumioka Ryuichi、Hirose Yujiro、Wada Satoshi、Akeda Yukihiro、Sumitomo Tomoko、Kawabata Shigetada
  • 雑誌名: Virulence 巻: 8 ページ: 1516～1524
  • DOI: 10.1080/21505594.2017.1328333
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 病原レンサ球菌における糖鎖と糖鎖分解酵素 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山口雅也
  • 雑誌名: 大阪大学歯学雑誌 巻: 61 ページ: 1-4
• [学会発表] 肺炎球菌のbeta-ヘリックス構造タンパク質PfbAを介した貪食回避機構の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口雅也，広瀬雄二郎，後藤花奈，竹村 萌，住友倫子，中田匡宣，川端重忠
  • 学会等名: 第91回日本細菌学会総会
• [学会発表] Streptococcus pyogenesが産生するArcAは皮膚病変形成に寄与する (2018)
  • 著者名/発表者名: 広瀬雄二郎，山口雅也，後藤花奈，住友倫子，中田匡宣，川端重忠
  • 学会等名: 第91回日本細菌学会総会
• [学会発表] 肺炎球菌のコリン結合タンパク質CbpJおよびCbpLの肺炎発症における役割の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 後藤花奈，山口雅也，広瀬雄二郎，住友倫子，中田匡宣，川端重忠
  • 学会等名: 第91回日本細菌学会総会
• [学会発表] 分子系統解析を利用したStreptococcus agalactiaeのシアル酸分解酵素の機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山口雅也
  • 学会等名: 第59回歯科基礎医学会
  • 招待講演
• [学会発表] Streptococcus pneumoniae evades host innate immunity through parallel beta-helix protein PfbA. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi M., Hirose Y., Goto K., Sumitomo T., Nakata M., Kawabata S.
  • 学会等名: LISSSD2017
  • 国際学会
• [学会発表] Streptococcus pneumoniae Ccs4 that is involved in invasion into brain across blood-brain barrier impacts its virulence in meningitis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirose Y., Yamaguchi M., Goto K., Sumitomo T., Nakata M., Kawabata S.
  • 学会等名: LISSSD2017
  • 国際学会
• [学会発表] Streptococcal cysteine protease-mediated cleavage of desmogleins contributes to development of cutaneous infection. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sumitomo T., Mori Y., Nakamura Y., Ogawa-Honda M., Yamaguchi M., Terao Y., Nakata M., Kawabata S.
  • 学会等名: IUMS2017
  • 国際学会
• [学会発表] Streptococcus pneumoniae Ccs4は脳血管内皮細胞への付着・侵入を促進する病原因子である (2017)
  • 著者名/発表者名: 広瀬雄二郎，山口雅也，後藤花奈，住友倫子，中田匡宣，川端重忠
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] 肺炎球菌の CbpJ が肺炎発症に果たす役割の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 後藤花奈，山口雅也，広瀬雄二郎，住友倫子，中田匡宣，川端重忠
  • 学会等名: 第70回日本細菌学会関西支部総会
• [学会発表] A型インフルエンザウイルス感染に伴い表在化するGP96は化膿レンサ球菌の上皮細胞への付着を亢進させる (2017)
  • 著者名/発表者名: 住友倫子，中田匡宣，山口雅也，川端重忠
  • 学会等名: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Streptococcus pneumoniaeのコリン結合タンパク質CbpJは肺炎発症に寄与する (2017)
  • 著者名/発表者名: 後藤花奈，山口雅也，広瀬雄二郎，住友倫子，中田匡宜，川端重忠
  • 学会等名: 第5回 五大学・微生物研究会
• [学会発表] インフルエンザウイルス感染によるSnail1 の発現誘導は化膿レンサ球菌の上皮バリア突破を亢進させる (2017)
  • 著者名/発表者名: 住友倫子，中田匡宣，山口雅也，川端重忠
  • 学会等名: 第59回歯科基礎医学会
• [学会発表] Streptococcus pneumoniae のコリン結合タンパク質CbpJ は肺炎発症における病原因子として働く (2017)
  • 著者名/発表者名: 後藤花奈，山口雅也，広瀬雄二郎，住友倫子，中田匡宜，川端重忠
  • 学会等名: 第59回歯科基礎医学会
• [学会発表] 自己溶菌に伴い放出される肺炎球菌の菌体内病原因子の同定と分子解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 永井康介，土門久哲，前川知樹，山口雅也，川端重忠，寺尾 豊
  • 学会等名: 第59回歯科基礎医学会
• [学会発表] 肺炎の重症化に伴い誘導される宿主由来エラスターゼの病原性解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 土門久哲，前川知樹，永井康介，山口雅也，川端重忠，寺尾 豊
  • 学会等名: 第59回歯科基礎医学会
• [学会発表] 化膿レンサ球菌のヒアルロン酸分解酵素HylAの分子系統解析と病原性に果たす役割の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山口雅也，中田匡宣，広瀬雄二郎，後藤花奈，住友倫子，川端重忠
  • 学会等名: 第49回レンサ球菌研究会
• [学会発表] 肺炎球菌のメタロプロテアーゼZmpCは中枢系への菌の侵入を抑制する (2017)
  • 著者名/発表者名: 山口雅也，広瀬雄二郎，明田幸宏，住友倫子，川端重忠
  • 学会等名: 第91回日本感染症学会総会・学術講演会 第65回日本化学療法学会学術集会 合同学会
• [図書] Streptococcal Enolase and Immune Evasion, In Moonlighting proteins: Novel virulence factors in bacterial infections. (2017)
  • 著者名/発表者名: Masaya Yamaguchi. Shigetada Kawabata
  • 総ページ数: 21
  • 出版者: Wiley-Blackwell
  • ISBN: 978-1-118-95111-8
• [備考] 口腔細菌学教室 山口雅也助教
  • URL: https://www.hs.ura.osaka-u.ac.jp/yamaguchimasaya/
• [備考] 大阪大学 大学院歯学研究科 口腔細菌学教室
  • URL: http://web.dent.osaka-u.ac.jp/~mcrbio/