リステリア感染モデルを用いた細胞内微生物認識分子群の機能解析

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21790416
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 土屋 晃介 京都大学, 医学研究科, 助教 (50437216)
• キーワード: リステリア / インフラマソーム / カスパーゼ1 / AIM2 / DNA / Nod-like receptor / 細胞内寄生菌 / NLRP3

研究概要

リステリアは自然界に広く分布するグラム陽性短桿菌で、人畜共通感染症の病原体である。本菌は上皮細胞や肝細胞、繊維芽細胞、マクロファージなど宿主の広範な細胞に侵入して細胞内で増殖する典型的な細胞内寄生細菌である。
リステリアをマクロファージに感染させるとcaspase-1の成熟化が誘導されて細胞死や炎症性サイトカイン(IL-1βおよびIL-18)の産生が起こる。これまで複数のグループからリステリア感染におけるcaspase-1成熟化の誘導機序に関する研究報告が発表されており、ASCと呼ばれるタンパクがこの応答に必須の役割を果たすことが示されている。ASCは複数のNod-like receptor (NLR)のアダプター分子として働くが、どのNLRがリステリア感染におけるcaspase-1成熟化の誘導に関わるかは不明であった。
今回、研究代表者は、リステリア感染におけるcaspase-1成熟化の誘導に関わる受容体としてAbsent in melanoma 2 (AIM2)を同定した。その方法としては、HEK293細胞に候補の受容体とともにASCやcaspase-1をトランスフェクトした後にリステリアを感染させ、caspase-1の活性化を検出することで受容体のスクリーニングを行った。このスクリーニングによってAIM2の関与が疑われたため、siRNAを用いてマクロファージのAIM2をノックダウンしたところ、リステリアに対するcaspase-1活性化応答が著明に減少した。これらの結果から、AIM2がリステリア感染におけるcaspase-1成熟化の誘導に関わる受容体であることが明らかになった。この成果は論文として投稿中である。AIM2は細胞内DNAの受容体であることが報告されている。従ってリステリア感染においても菌由来のDNAがリガンドとして働く可能性が考えられる。今回の研究結果は、細胞内寄生菌の感染における病態形成の機序をより明確にし、リステリアの特性を生かしたワクチンキャリアーとしての利用(バクテリオフェクション)にも重要な示唆を与えると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Listeriolysin O-dependent bacterial entry into the cytoplasm is required for calpa in activation and interleukin-1 alpha secretion in macrophages infected with List eria monocytogenes. (2010)
  • 著者名/発表者名: Dewamitta S.R., Nomura T., Kawamura I., Hara H., Tsuchiya K., Kurenuma T., Shen Y., Daim S., Yamamoto T., Qu H., Sakai S., Xu Y., Mitsuyama M.
  • 雑誌名: Infection and Immunity 78 ページ: 1884-1894
  • 査読あり
• [雑誌論文] The RD1 locus in the Mycobacterium tuberculosis genome contributes to activation of caspase-1 via induction of potassium ion efflux in infected macrophages. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kurenuma T., Kawamura I., Hara H., Uchiyama R., Daim S., Dewamitta S.R., Sakai S., Tsuchiya K., Nomura T., Mitsuyama M.
  • 雑誌名: Infection and Immunity 77 ページ: 3992-4001
  • 査読あり
• [学会発表] Mechanism of inflammasome activation upon infection with Listeria monocytogenes. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya K., Hara H., Nomura T., Daim S., Dewamitta S.R., Kawamura I., Mitsuyama M.
  • 学会等名: 第83回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 神奈川県・横浜市
  • 年月日: 2010-03-27
• [学会発表] Mechanism of the inflammasome activation upon infection with Listeria monocytogenes. (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya K., Hara H., Nomura T., Daim S., Dewamitta S.R., Kawamura I., Mitsuyama M.
  • 学会等名: 第39回日本免疫学会総会・学術集会
  • 発表場所: 大阪府・大阪市
  • 年月日: 2009-12-04
• [学会発表] Mechanism of the inflammasome activation upon infection with Listeria monocytogenes. (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya K., Hara H., Nomura T., Daim S., Dewamitta S.R., Kawamura I., Mitsuyama M.
  • 学会等名: The 9th Awaji International Forum on Infection and Immunity
  • 発表場所: 兵庫県・淡路市
  • 年月日: 2009-09-10