腸管病原細菌による宿主生体防御クロストーク抑制機構の解明

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H02728
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 芦田 浩 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (10535115)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 細胞死 / necroptosis / caspase-8 / エフェクター / 赤痢菌

研究実績の概要

生体は病原細菌の感染に対し、炎症や細胞死等の自然免疫応答を誘導することで感染を阻止する。これに対し、腸管病原菌はIII型分泌装置を通じて複数のエフェクターを宿主細胞内に分泌し、自然免疫応答を抑制する。興味深いことに、宿主側も病原細菌の自然免疫抑制を感知し、別の生体防御機構をバックアップとして発動させる「生体防御クロストーク」を有している。しかし、生体防御クロストークに関する知見は乏しく、それに対抗する病原細菌の生存戦略も未解明である。そこで本研究では、腸管病原菌感染における宿主生体防御クロストーク発動機構とそれに対抗する病原細菌の感染戦略を解明する。
本年度は、赤痢菌感染における解析を行った。申請者はこれまでに赤痢菌感染時のCaspase-8活性化阻害がnecroptosis誘導の引き金になることを明らかにしている。このCaspase-8阻害は赤痢菌エフェクターOspC1が関与することを見出しているが、OspC1が直接的もしくは間接的に関与するかは明らかにされていなかった。そこでOspC1発現細胞、OspC1精製タンパクを用いた解析を行ったところ、OspC1は直接Caspase-8を標的とすることが示唆された。
さらにOspCファミリータンパクであるOspC3が新規のADP-リボキサン化酵素活性を有することが他のグループにより明らかにされた。OspC1にも活性部位のアミノ酸残基が保存されていることから、OspC1も同様の活性を有すると考えられる。そこで、OspC1によるCaspase-8活性化阻害にも本酵素活性が関与するかを赤痢菌感染およびOspC1発現細胞で確認した。この結果、OspC1はADP-リボキサン化酵素活性依存的にCaspase-8活性化を阻害することが明らかとなった。

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

本研究では、腸管病原菌感染における宿主生体防御クロストーク発動機構とそれに対抗する病原細菌の感染戦略の解明を目的としている。本年度は赤痢菌感染時の細胞死クロストーク発動の起点となるCaspase-8阻害機構について、詳細な作用機序が解明された。よって当初の予定通り順調に研究は進捗している。

今後の研究の推進方策

本年度は赤痢菌エフェクターによるCaspase-8阻害機構の詳細な作用機序を明らかにした。今後は感染の時系列を遡り、Caspase-8活性化を引き起こすPAMPs、DAMPsを究明するとともに、赤痢菌感染における細胞死クロストーク機構を包括的に解明する。また、他の腸管病原菌感染における生体防御クロストーク発動機構とそれに対抗する感染戦略の解明を継続する。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of low oxygen concentration on activation of inflammation by Helicobacter pylori. (2021)
  • 著者名/発表者名: Abass A, Okano T, Boonyaleka K, Kinoshita-Daitoku R, Yamaoka S, Ashida H, Suzuki T.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 560 ページ: 179-185
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.04.123.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A bacterial small RNA regulates the adaptation of Helicobacter pylori to the host environment. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita-Daitoku R, Kiga K, Miyakoshi M, Otsubo R, Ogura Y, Sanada T, Bo Z, Phuoc TV, Okano T, Iida T, Yokomori R, Kuroda E, Hirukawa S, Tanaka M, Sood A, Subsomwong P, Ashida H, Binh TT, Nguyen LT, Van KV, Ho DQD, Nakai K, Suzuki T, Yamaoka Y, Hayashi T, Mimuro H.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 ページ: 2085
  • DOI: 10.1038/s41467-021-22317-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pancreatic glycoprotein 2 is a first line of defense for mucosal protection in intestinal inflammation. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kurashima Y, Kigoshi T, Murasaki S, Arai F, Shimada K, Seki N, Kim YG, Hase K, Ohno H, Kawano K, Ashida H, Suzuki T, Morimoto M, Saito Y, Sasou A, Goda Y, Yuki Y, Inagaki Y, Iijima H, Suda W, Hattori M, Kiyono H.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 ページ: 1067
  • DOI: 10.1038/s41467-021-21277-2
  • 査読あり
• [図書] 炎症と免疫 (2022)
  • 著者名/発表者名: 岩澤 茉莉絵、芦田 浩、鈴木 敏彦、笹川 千尋
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 先端医学社