菌体表層に存在する線維状タンパク質重合体の会合と抗原性がもたらす病原性の探索

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K19751
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 中田 匡宣 大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (90444497)
• 研究分担者: 川端 重忠 大阪大学, 歯学研究科, 教授 (50273694) ; 住友 倫子 大阪大学, 歯学研究科, 講師 (50423421) ; 山口 雅也 大阪大学, 歯学研究科, 助教 (00714536) ; 鈴木 守 大阪大学, 蛋白質研究所, 准教授 (40280507)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2019-03-31
• キーワード: 化膿レンサ球菌 / 線毛

研究実績の概要

化膿レンサ球菌はヒトを宿主として主に上気道や皮膚に局所性化膿性疾患を起こす．その続発症として急性糸球体腎炎やリウマチ熱を惹起する場合があり，発展途上国では主な死因になっている．さらに，敗血症や壊死性筋膜炎を伴う劇症型レンサ球菌感染症を惹起し，その致死率は約30%を超える．使用可能であるワクチンは存在せず，予防法と治療法の開発が望まれている．化膿レンサ球菌の線毛は一種のメジャーサブユニットと一～二種のマイナーサブユニットがトランスペプチダーゼの作用によりイソペプチド結合で連結され，最終的に細胞壁に架橋される．化膿レンサ球菌の分類に用いられるT型別を担う抗原はトリプシン耐性抗原と呼ばれ，線毛メジャーサブユニットが主な抗原であることが明らかになっている．したがって，化膿レンサ球菌は血清型依存性に多様な線毛を産生する．本研究では，血清型T3型の菌株が産生する線毛の発現機構と機能の解析を行う過程で示唆されたメジャーサブユニットの分子間静電的相互作用について解析を行った．静電的相互作用を担うアミノ酸残基をアラニン残基に変異させた菌株で認められたメジャーサブユニットの重合度の変化を詳細に検討するため，複数の菌株で同様の変異を染色体DNAに導入し，細胞壁画分における線毛発現をウェスタンブロット法で確認した．その結果，全ての菌株で同様に重合度の変化がみとめられたため，メジャーサブユニットの分子間相互作用が線毛重合過程に影響を与えることが示唆された．また，培養皮膚角化細胞への菌体付着能とバイオフィルム形成能に及ぼす影響について検討した結果，菌株依存的に変化が認められたため，メジャーサブユニットの分子間静電的相互作用は宿主との相互作用とバイオフォイルム形成能に影響を及ぼす可能性が考えられた．

研究成果

• [国際共同研究] University of Rostock(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: University of Rostock
• [雑誌論文] Competence-induced protein Ccs4 facilitates pneumococcal invasion into brain tissue and virulence in meningitis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirose Y, Yamaguchi M, Goto K, Sumitomo T, Nakata M, Kawabata S.
  • 雑誌名: Virulence 巻: 9 ページ: 1576-1587
  • DOI: 10.1080/21505594.2018.1526530
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Allergic conversion of protective mucosal immunity against nasal bacteria in patients with chronic rhinosinusitis with nasal polyposis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Takeda K, Sakakibara S, Yamashita K, Motooka D, Nakamura S, El Hussien MA, Katayama J, Maeda Y, Nakata M, Hamada S, Standley DM, Hayama M, Shikina T, Inohara H, Kikutani H.
  • 雑誌名: Journal of Allergy and Clinical Immunology 巻: 143 ページ: 1163-1175
  • DOI: 10.1016/j.jaci.2018.07.006.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Streptococcus pyogenes CAMP factor promotes calcium ion uptake in RAW264.7 cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa M, Oda M, Domon H, Isono T, Nakamura Y, Saitoh I, Hayasaki H, Yamaguchi M, Kawabata S, Terao Y.
  • 雑誌名: Microbiology and Immunology 巻: 62 ページ: 617-623
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12647.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Streptococcus pneumoniae surface adhesin PfbA and its interaction with erythrocytes and hemoglobin. (2018)
  • 著者名/発表者名: Radhakrishnan D, Yamaguchi M, Kawabata S, Ponnuraj K.
  • 雑誌名: International Journal of Biological Macromolecules 巻: 120 ページ: 135-143
  • DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2018.08.080.
  • 査読あり / 国際共著
• [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 H, Nagai K, Maekawa T, Oda M, Yonezawa D, Takeda W, Hiyoshi T, Tamura H, Yamaguchi M, Kawabata S, Terao Y.
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 9 ページ: 732
  • DOI: 10.3389/fimmu.2018.00732.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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 K, Domon H, Maekawa T, Oda M, Hiyoshi T, Tamura H, Yonezawa D, Arai Y, Yokoji M, Tabeta K, Habuka R, Saitoh A, Yamaguchi M, Kawabata S, Terao Y.
  • 雑誌名: Cellular Immunology 巻: 325 ページ: 14-22
  • DOI: 10.1016/j.cellimm.2018.01.006.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Streptococcus sanguinis noncoding cia-Dependent Small RNAs negatively regulate expression of type IV pilus retraction ATPase PilT and biofilm formation. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ota C, Morisaki H, Nakata M, Arimoto T, Fukamachi H, Kataoka H, Masuda Y, Suzuki N, Miyazaki T, Okahashi N, Kuwata H.
  • 雑誌名: Infection and Immunity 巻: 86 ページ: pii: e00894-17
  • DOI: 10.1128/IAI.00894-17.
  • 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 T, Mori Y, Nakamura Y, Honda-Ogawa M, Nakagawa S, Yamaguchi M, Matsue H, Terao Y, Nakata M, Kawabata S.
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 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] Oral biofilms from symbiotic to pathogenic interactions and associated disease-Connection of Periodontitis and Rheumatic arthritis by peptidylarginine deiminase. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kriebel K, Hieke C, Muller-Hilke B, Nakata M, Bernd Kreikemeyer.
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 9 ページ: 53
  • DOI: 10.3389/fmicb.2018.00053.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Streptococcus gallolyticus subsp. gallolyticus endocarditis isolate interferes with coagulation and activates the contact system. (2018)
  • 著者名/発表者名: Isenring J, Kohler J, Nakata M, Frank M, Jans C, Renault P, Danne C, Dramsi S, Kreikemeyer B, Oehmcke-Hecht S.
  • 雑誌名: Virulence 巻: 9 ページ: 248-261
  • DOI: 10.1080/21505594.2017.1393600.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [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 M, Oda M, Domon H, Isono T, Nakamura Y, Saitoh I, Hayasaki H, Yamaguchi M, Kawabata S, Terao Y.
  • 雑誌名: Microbes and Infection 巻: 20 ページ: 9-18
  • DOI: 10.1016/j.micinf.2017.09.007.
  • 査読あり
• [学会発表] PilX is a pilus subunit of Streptococcus sanguinis that contributes to biofilm formation. (2018)
  • 著者名/発表者名: 李怡萱, 中田匡宣, 山口雅也, 住友倫子, 川端重忠.
  • 学会等名: 第6回 口腔微生物研究会
• [学会発表] ミティス群レンサ球菌が産生する過酸化水素はマスト細胞の細胞死を誘導し，脱顆粒を抑制する. (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡橋暢夫, 中田匡宣, 広瀬雄二郎, 桑田啓貴, 川端重忠.
  • 学会等名: 第6回 口腔微生物研究会
• [学会発表] Streptococcus pneumoniaeのコリン結合タンパク質群の系統関係と種内における選択圧の解析． (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口雅也，後藤花奈，広瀬雄二郎，竹村萌，住友倫子，中田匡宣，川端重忠．
  • 学会等名: 第6回 口腔微生物研究会
• [学会発表] 肺炎球菌性の重症化メカニズム解析 －新規肺炎制御法への展開－． (2018)
  • 著者名/発表者名: 土門久哲，永井康介，前川知樹，山口雅也，川端重忠，寺尾豊．
  • 学会等名: 第6回 口腔微生物研究会
• [学会発表] Pneumococcal Ccs4 facilitates its invasion into brain tissue and develops meningitis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirose Y, Yamaguchi M, Goto K, Sumitomo T, Nakata M, Kawabata S.
  • 学会等名: ASM Microbe 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Identification of novel pneumococcal virulence factor CbpJ by molecular evolutional analysis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi M, Goto K, Hirose Y, Yamaguchi Y, Sumitomo T, Nakata M, Kawabata S.
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Component analysis of cell-wall anchored pili of Streptococcus sanguinis. (2018)
  • 著者名/発表者名: 李怡萱, 中田匡宣, 岡橋暢夫, 山口雅也, 住友倫子, 川端重忠.
  • 学会等名: 第60回 歯科基礎医学会学術大会
• [学会発表] 化膿レンサ球菌におけるヒアルロン酸分解酵素の分子系統解析およびタンパク質構造解析. (2018)
  • 著者名/発表者名: 東孝太郎, 武部克己, 山口雅也, 住友倫子, 中田匡宣, 鈴木守, 川端重忠.
  • 学会等名: 第60回 歯科基礎医学会学術大会
• [学会発表] 分子進化解析に基づく肺炎球菌のコリン結合タンパク質群の選択圧の評価. (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口雅也, 後藤花奈, 広瀬雄二郎, 竹村萌, 住友倫子, 中田匡宣, 川端重忠.
  • 学会等名: 第60回 歯科基礎医学会学術大会
• [学会発表] 化膿レンサ球菌のアルギニンデイミナーゼArcAは低グルコース環境下で病原因子の発現に寄与する. (2018)
  • 著者名/発表者名: 広瀬雄二郎, 山口雅也, 毛利泰士, 後藤花奈, 住友倫子, 中田匡宣, 川端重忠.
  • 学会等名: 第60回 歯科基礎医学会学術大会
• [学会発表] Streptococcus pneumoniaeのCbpJは肺炎において好中球からの殺菌回避に寄与する. (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50回 レンサ球菌研究会
• [学会発表] インフルエンザウイルスとStreptococcus sanguinis の共感染による肺炎発症メカニズムの解析. (2018)
  • 著者名/発表者名: 長瀬賢史, 住友倫子, 中田匡宣, 川端重忠, 岡本成史.
  • 学会等名: 第50回 レンサ球菌研究会
• [学会発表] 肺炎球菌のジンクメタロプロテアーゼZmpCが髄膜炎発症に果たす役割の解明. (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口雅也, 中田匡宣, 住友倫子, 川端重忠．
  • 学会等名: 第38回 近畿腸管微生物研究会
• [学会発表] 肺炎球菌はPfbAを介して好中球による殺菌を回避する. (2018)
  • 著者名/発表者名: 山口雅也, 広瀬雄二郎, 後藤花奈, 住友倫子, 川端重忠.
  • 学会等名: 第92回 日本感染症学会総会
• [学会発表] 肺炎球菌のコリン結合タンパク質CbpJは好中球による殺菌の回避に働く. (2018)
  • 著者名/発表者名: 後藤花奈, 山口雅也, 川端重忠, 仲野和彦．
  • 学会等名: 第56回 小児歯科学会
• [備考] 大阪大学大学院歯学研究科 口腔細菌学教室
  • URL: https://web.dent.osaka-u.ac.jp/mcrbio/