カイコ感染モデルを利用した宿主―病原体相互作用の理解

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23249009
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 関水 和久 東京大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (90126095)
• 研究分担者: 垣内 力 東京大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (60420238) ; 松本 靖彦 東京大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (60508141)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: カイコ感染モデル / ブースト反応 / 抗菌ペプチド

研究概要

病原体の二回目以降の暴露に対して免疫反応を増強させるブースト反応が脊椎動物の適応免疫の特徴のひとつである。これまで、マルハナバチやショウジョウバエにおいて、致死量以下の病原体の暴露が病原体に対する抵抗性を導く現象が報告されているが、無脊椎動物の適応的な免疫機構を導く異物の実体、感染抵抗性を賦与する分子機構は明らかになっていない。本研究において我々はこれらの点の解明を試みた。グラム陰性菌の腸管出血性大腸菌(EHEC) O157:H7 Sakaiもしくはセラチア菌の熱処理菌体を前注射したカイコは、生理食塩水を前注射したカイコに比べてSakaiの感染に対するLD50値が100倍以上に上昇した。一方、グラム陽性菌の黄色ブドウ球菌の熱処理菌体を前注射したカイコはSakaiの感染に対する抵抗性を示さなかった。グラム陰性菌細胞表層の構成成分であるペプチドグリカンを前注射したカイコはSakaiに対する感染抵抗性を獲得したが、グラム陽性細菌のペプチドグリカンの前注射はカイコのSakaiに対する感染抵抗性を導かなかった。Sakai熱処理菌体を前注射したカイコは、変態して蛹になるまで持続してEHEC O157:H7 Sakaiに対する感染抵抗性を示した。Sakaiの熱処理菌体をカイコに注射すると、体液中に一過的に抗菌ペプチドが誘導された。Sakai熱処理菌体を前注射したカイコに対し再度Sakaiの熱処理菌体を注射すると、Sakai熱処理菌体を前注射していないカイコに比べて、抗菌ペプチドの誘導時期が早まり、抗菌ペプチドの産生量が増加することが見出された。以上の結果は、無脊椎動物のカイコにおいて、細菌の細胞表層のペプチドグリカンの再曝露を認識し、抗菌ペプチド産生量を増大させるブースト反応を起こすことにより、再度の細菌感染に対して抵抗性を導く免疫機構が存在することを示唆している。

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Primed immune responses to Gram-negative peptidoglycans confer infection resistance in silkworms. (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyashita A, Kizaki H, Kawasaki K, Sekimizu K, Kaito C
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.525139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of a bacterial infection model using the European honeybee, Apis mellifera L. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishii K, Hamamoto H, Sekimizu K.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 24;9(2) ページ: e89917.
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0089917.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a Serratia marcescens virulence factor that promotes hemolymph bleeding in the silkworm, Bombyx mori. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishii K, Adachi T, Hara T, Hamamoto H, Sekimizu K.
  • 雑誌名: J Invertebr Pathol. 巻: 117 ページ: 61-7.
  • DOI: 10.1016/j.jip.2014.02.001.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long noncoding RNA NEAT1-dependent SFPQ relocation from promoter region to paraspeckle mediates IL8 expression upon immune stimuli. (2014)
  • 著者名/発表者名: Imamura K, Imamachi N, Akizuki G, Kumakura M, Kawaguchi A, Nagata K, Kato A, Kawaguchi Y, Sato H, Yoneda M, Kai C, Yada T, Suzuki Y, Yamada T, Ozawa T, Kaneki K, Inoue T, Kobayashi M, Kodama T, Wada Y, Sekimizu K, Akimitsu N.
  • 雑誌名: Mol Cell. 巻: 53(3) ページ: 393-406.
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2014.01.009.
  • 査読あり
• [雑誌論文] CvfA Protein and Polynucleotide Phosphorylase Act in an Opposing Manner to Regulate Staphylococcus aureus Virulence. (2014)
  • 著者名/発表者名: Numata S, Nagata M, Mao H, Sekimizu K, Kaito C.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 289(12) ページ: 8420-31
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.554329.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of psm-mec in the mobile genetic element on the clinical characteristics and outcome of SCCmec-II methicillin-resistant Staphylococcus aureus bacteraemia in Japan. (2014)
  • 著者名/発表者名: Aoyagi T, Kaito C, Sekimizu K, Omae Y, Saito Y, Mao H, Inomata S, Hatta M, Endo S, Kanamori H, Gu Y, Tokuda K, Yano H, Kitagawa M, Kaku M.
  • 雑誌名: Clin Microbiol Infect. 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1111/1469-0691.12575.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Niemann-Pick disease type C2 protein induces triglyceride accumulation in silkworm and mammalian cell lines. (2014)
  • 著者名/発表者名: Adachi T, Ishii K, Matsumoto Y, Hayashi Y, Hamamoto H, Sekimizu K.
  • 雑誌名: Biochem J. 巻: 459(1) ページ: 137-47.
  • DOI: 10.1042/BJ20130876.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serratia marcescens suppresses host cellular immunity via the production of an adhesion-inhibitory factor against immunosurveillance cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishii K, Adachi T, Hamamoto H, Sekimizu K.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 289(9) ページ: 5876-88.
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.544536.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of transgenic silkworms expressing GAL4 specifically in the haemocyte oenocytoid cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsubota T, Uchino K, Kamimura M, Ishikawa M, Hamamoto H, Sekimizu K, Sezutsu H.
  • 雑誌名: Insect Mol Biol. 巻: 23(2) ページ: 165-74.
  • DOI: 10.1111/imb.12071.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Use of silkworms to evaluate the pathogenicity of bacteria attached to cedar pollen. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hu Y, Hamamoto H, Sekimizu K.
  • 雑誌名: Drug Discov Ther. 巻: 7(4) ページ: 153-7.
  • DOI: 10.5582/ddt.2013.v7.4.153
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silkworm apolipophorin protein inhibits hemolysin gene expression of Staphylococcus aureus via binding to cell surface lipoteichoic acids. (2013)
  • 著者名/発表者名: Omae Y, Hanada Y, Sekimizu K, Kaito C.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 288(35) ページ: 25542-50.
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.495051.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mobile genetic element SCCmec-encoded psm-mec RNA suppresses translation of agrA and attenuates MRSA virulence. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kaito C, Saito Y, Ikuo M, Omae Y, Mao H, Nagano G, Fujiyuki T, Numata S, Han X, Obata K, Hasegawa S, Yamaguchi H, Inokuchi K, Ito T, Hiramatsu K, Sekimizu K.
  • 雑誌名: PLoS Pathog. 巻: 9(4) ページ: e1003269.
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1003269.
  • 査読あり
• [学会発表] 新規抗生物質カイコシンの作用機序と宿主因子による活性化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浜本洋、安川淳一朗、石井健一、安達達朗、関水和久
  • 学会等名: 日本薬学会 第134年会（シンポジウム）
  • 発表場所: ホテル日航熊本、熊本
  • 年月日: 20140327-20140330
  • 招待講演
• [学会発表] 黄色ブドウ球菌のコロニースプレッディング (2014)
  • 著者名/発表者名: 垣内力、大前陽輔、関水和久
  • 学会等名: 第８７回日本細菌学会総会（シンポジウム）
  • 発表場所: タワーホール船堀、江戸川区、東京
  • 年月日: 20140326-20140328
  • 招待講演
• [学会発表] 糖尿病宿主に対する黄色ブドウ球菌の感染におけるグルコース応答機構の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石井雅樹、松本靖彦、宮崎真也、坂上徹、垣内力、関水和久
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: タワーホール船堀、江戸川区、東京
  • 年月日: 20140326-20140328
• [学会発表] Regulation of innate immune responses by an insect cytokine, paralytic peptide, in the silkworm Bombyx mori. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenichi Ishii, Hiroshi Hamamoto, Kazuhisa Sekimizu
  • 学会等名: 1st Asian Invertebrate Immunity Symposium
  • 発表場所: 釜山、韓国
  • 年月日: 20140215-20140215
  • 招待講演
• [学会発表] The Mechanism of Glucose-dependent Virulence in Staphylococcus aureus (2014)
  • 著者名/発表者名: 石井雅樹、松本靖彦、林陽平、宮崎真也、坂上徹、垣内力、関水和久
  • 学会等名: 第3回感染症若手フォーラム
  • 発表場所: やすらぎ伊王島、長崎市、長崎
  • 年月日: 20140213-20140215
• [学会発表] シルクワームによる挑戦 (2013)
  • 著者名/発表者名: 関水和久
  • 学会等名: 日本動物実験代替法学会第26回大会（ランチョンセミナー）
  • 発表場所: 京都テルサ、京都市、京都
  • 年月日: 20131219-20131221
  • 招待講演
• [学会発表] Silkwormを用いた急性経口毒性試験代替法の開発 第2報 (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉田拓也、山本裕、植木拓朗、西田智、浜本洋、松本靖彦、関水和久、奥村秀信
  • 学会等名: 日本動物実験代替法学会第26回大会
  • 発表場所: 京都テルサ、京都市、京都
  • 年月日: 20131219-20131221
• [学会発表] 薬剤性組織傷害評価モデルとしてのGFPトランスジェニックカイコの応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 稲垣 善則、松本 靖彦、松谷 安恵、瀬筒 秀樹、関水 和久
  • 学会等名: 日本動物実験代替法学会第26回大会
  • 発表場所: 京都テルサ、京都市、京都
  • 年月日: 20131219-20131221
• [学会発表] 黄色ブドウ球菌に見出された病原性抑制機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 垣内力、齋藤裕樹、幾尾真理子、大前陽輔、毛瀚、長野源太郎、藤幸知子、沼田俊介、韓笑、小幡佳津明、長谷川節雄、山口博樹、猪口孝一、伊藤輝代、平松啓一、関水和久
  • 学会等名: 第３６回日本分子生物学会年会（ワークショップ）
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド、神戸
  • 年月日: 20131203-20131206
  • 招待講演
• [学会発表] Niemann-Pick disease type C2 タンパク質は脂肪蓄積を促進する (2013)
  • 著者名/発表者名: 安達健朗、石井健一、松本靖彦、林陽平、浜本洋、関水和久
  • 学会等名: 第35回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス、文京区、東京
  • 年月日: 20131121-20131122
• [学会発表] 黄色ブドウ球菌の毒素トランスポーターの同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉海周、齊藤祐樹、Nwibo Daniel Don、関水和久、垣内力
  • 学会等名: 第35回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス、文京区、東京
  • 年月日: 20131121-20131122
• [学会発表] カイコは細菌リポ多糖に対する応答を増強させ、感染抵抗性を獲得する (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮下惇嗣、木崎速人、川崎清史、関水和久、垣内力
  • 学会等名: 第９６回日本細菌学会関東支部総会
  • 発表場所: 東京ドームホテル、東京
  • 年月日: 20131031-20131101
• [学会発表] 黄色ブドウ球菌のN-アセチルグルコサミン代謝を介したグルコース応答性の病原性発揮機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石井雅樹、松本靖彦、林陽平、宮崎真也、坂上徹、垣内力、関水和久
  • 学会等名: 第96回日本細菌学会関東支部総会
  • 発表場所: 東京ドームホテル、東京
  • 年月日: 20131031-20131101
• [学会発表] 黄色ブドウ球菌のグルコース応答を介した病原性調節機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石井雅樹、松本靖彦、林陽平、宮崎真也、坂上徹、垣内力、関水和久
  • 学会等名: 第58回日本ブドウ球菌研究会
  • 発表場所: 東京薬科大学、東京
  • 年月日: 20130927-20130928
• [学会発表] 生体因子による新規抗生物質カイコシンの抗菌活性の促進 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安川淳一朗、浜本洋、Su jie、Paudel Atmika、浦井誠、西田智、関水和久
  • 学会等名: 第12回次世代を担う若手ファーマ・バイオフォーラム2013
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス、文京区、東京
  • 年月日: 20130914-20130915
• [学会発表] カイコを用いたスギ花粉に付着した細菌の病原性の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 胡 媛、浜本洋、関水和久
  • 学会等名: 第12回次世代を担う若手ファーマ・バイオフォーラム2013
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス、文京区、東京
  • 年月日: 20130914-20130915
• [学会発表] 黄色ブドウ球菌のグルコース応答システムを介した病原性発揮機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石井 雅樹、松本靖彦、林陽平、宮崎真也、坂上徹、垣内力、関水和久
  • 学会等名: 第12回次世代を担う若手ファーマ・バイオフォーラム2013
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス、文京区、東京
  • 年月日: 20130914-20130915
• [学会発表] 黄色ブドウ球菌の病原性発現におけるrRNA のメチル化の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 久間達彦、木村聡、鈴木勉、関水和久、垣内力
  • 学会等名: 第12回次世代を担う若手ファーマ・バイオフォーラム2013
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス、文京区、東京
  • 年月日: 20130914-20130915
• [学会発表] LPSトランスポーターの変異による大腸菌の高病原性化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉海周, 若松愛, 宮下惇嗣, 松本靖彦, 磯貝隆夫, 関水和久, 垣内力
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、神奈川
  • 年月日: 20130911-20130913
• [学会発表] DUF402ドメインを有するSA1684は黄色ブドウ球菌の新規病原性因子である (2013)
  • 著者名/発表者名: Han Mao, 齊藤 祐樹, 関水 和久, 垣内 力
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、神奈川
  • 年月日: 20130911-20130913
• [学会発表] 無脊椎動物における適応免疫機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮下 惇嗣, 川崎 清史, 関水 和久, 垣内 力
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、神奈川
  • 年月日: 20130911-20130913
• [学会発表] rRNA のメチル化による翻訳忠実性の維持が黄色ブドウ球菌の病原性に寄与する (2013)
  • 著者名/発表者名: 久間 達彦, 木村 聡, 鈴木 勉, 関水 和久, 垣内 力
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130911-20130913
• [学会発表] 新規機能性RNA psm-mecはagrA遺伝子の翻訳を抑制してメチシリン耐性黄色ブドウ球菌の病原性を抑制する (2013)
  • 著者名/発表者名: 幾尾 真理子, 齋藤 裕樹, 大前 陽輔, 毛 瀚, 長野 源太郎, 藤幸 知子, 沼田 俊介, 韓 笑, 小幡 佳津明, 長谷川 節雄, 山口 博樹, 猪口 孝一, 伊藤 輝代, 平松 啓一, 伊藤 孝司, 関水 和久, 垣内 力
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、神奈川
  • 年月日: 20130911-20130913
• [学会発表] 黄色ブドウ球菌のグルコース応答システムの感染における役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石井雅樹、松本靖彦、林陽平、宮崎真也、坂上徹、垣内力、関水和久
  • 学会等名: 第7回細菌学若手コロッセウム
  • 発表場所: 広島エアポートホテル、三原、広島
  • 年月日: 20130807-20130809
• [学会発表] The role of glucose response system in infection of Staphylococcus aureus (2013)
  • 著者名/発表者名: 石井雅樹、松本靖彦、林陽平、宮崎真也、坂上徹、垣内力、関水和久
  • 学会等名: 第13回東京大学生命科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス、文京区、東京
  • 年月日: 20130608-20130608
• [学会発表] 外膜構造の変化により非病原性大腸菌K-12株が高病原性化する (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉海周、若松愛、宮下惇嗣、松本靖彦、磯貝隆夫、関水和久、垣内力
  • 学会等名: 第13回東京大学生命科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス、文京区、東京
  • 年月日: 20130608-20130608