| 研究課題/領域番号 |
20K07505
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| 研究機関 | 徳島文理大学 |
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研究代表者 |
永浜 政博 徳島文理大学, 薬学部, 教授 (40164462)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | ウエルシュ菌β毒素 / P2X7受容体 / ポア形成毒素 |
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| 研究実績の概要 |
C型ウエルシュ菌感染症の主要病原因子であるβ毒素は壊疽性腸炎を引き起こす。本研究では、β毒素の宿主感染ストラテジーを多方面から解析し、病原菌と宿主間での攻防の多様なメカニズムを解明する。申請者がこれまでに明らかにした本毒素が特異的に作用する分子（P2X7受容体）をターゲットにし、本年度は、特異的受容体と毒素の毒性発現機構について検討を行った。
申請者は、β毒素の宿主受容体が、ATP受容体の1つであるP2X7受容体であることを明らかにしている。一方、本毒素は、ヒト血管内皮細胞であるHUVECに対して細胞毒性を示し、本毒素は、腸管の血管内皮細胞に対して障害を起こし、腸管病原性を発現している可能性が推察される。そこで、血管内皮細胞のモデル細胞としてHUVEC用いて検討した。β毒素をHUVECに作用させると細胞のbleb形成や細胞死が認められた。次に、本毒素が、HUVECの細胞膜上でオリゴマーを形成するかどうか調べると、本毒素は7量体のオリゴマーを形成することが明らかとなり、このオリゴマーによって形成されるポアにより、細胞内からの水分の流出入により細胞死が誘導されると考えられる。そこで、P2X7受容体の阻害剤であるBBGやo-ATPで細胞を処理して、本毒素の毒性を検討すると、本毒素の作用は阻害されなかった。すなわち、β毒素のHUVECに対する細胞毒性には、P2X7受容体は関与しないことが判明した。一方、、β毒素は、HUVECのアクチンやVE-カドヘリンを変化させ、減少させることが判明した。以上より、本毒素は、HUVECのアクチンやVE-カドヘリンに影響を与え、細胞障害を示すことが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は、ウエルシュ菌β毒素の腸管病原性を明らかにする目的で、本毒素が腸管の血管に作用する可能性を考慮して、血管内皮細胞HUVECに対する細胞毒性メカニズムについて検討した。本毒素は、HUVECに対して細胞毒性を示し、さらに、本毒素が形成するオリゴマーのポアが原因で、毒性を示すことがわかった。さらに、この毒性には、本毒素の受容体であるP2X7受容体は関与せず、HUVECのアクチンやVE-カドヘリンが影響を受けることが判明した。以上から、本毒素は、腸管組織においても、同様に血管に障害を与える可能性が考えられ、今後の本毒素の腸管病原性などの毒性メカニズム解明に大きく貢献するものと考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、ウエルシュ菌β毒素の作用メカニズムをさらに詳しく検討する。
1）β毒素の腸管バリア機能破綻作用：腸管モデルとして Caco-2細胞を用いる。β毒素の宿主受容体を介して上皮バリア機能の変化やタイトジャンクション(TJ)分子に対して影響を示すかどうかを検討する。これらにより、本毒素の腸管バリア機能破綻作用の詳細が明らかとなる。
2）β毒素の腸管病原性の解析：β毒素やβ毒素産生ウエルシュ菌を、マウス腸管に作用させ腸管の病理組織学的変化を明らかにする。1,２）より、本菌感染時におけるβ毒素の腸管病原性が、組織レベルから細胞レベルまで明らかとなる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）予定していた試薬や器具などの消耗品の使用が減り安価で済み、また予定した旅費は使用せず、次年度使用額が生じた。
（使用計画）β毒素の作用機構を分子生物学的や細胞生物学的な手法で検討するため、試薬や器具などの消耗品を多く使用する。また、研究成果発表のため、学会発表での出張費を必要とする。
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