肺炎レンサ球菌の菌体表層タンパクによる自然免疫回避機構の解析

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23390103
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 浜田 茂幸 大阪大学, 微生物病研究所, 特任教授 (60028777)
• 研究分担者: 川端 重忠 大阪大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (50273694) ; 寺尾 豊 新潟大学, 医歯学系, 教授 (50397717)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 肺炎球菌 / 免疫回避 / 菌体表層タンパク / 貪食細胞 / 立体構造

研究概要

肺炎レンサ球菌は市中肺炎の主な原因菌であり，菌血症・敗血症の患者から頻繁に分離される．本研究では，好中球と相互作用を持つ肺炎レンサ球菌の菌体表層タンパクに着目し，同菌の自然免疫回避機構の解析を行った．今年度，貪食細胞側の菌体結合分子の解析と肺炎レンサ球菌のサイトカイン分解酵素の解析を行う予定であった．しかし，肺炎レンサ球菌がA群レンサ球菌と異なり高いタンパク分解酵素活性を示さなかったことから，自然免疫回避に関わる菌体表層分子PfbAの機能および肺炎レンサ球菌と赤血球の相互作用について解析を行った．PfbAの機能解析の結果，PfbAはヒト血中での菌生存およびヒト好中球に対する貪食回避に働くことが示された．さらに立体構造解析によって，PfbAはβ-シートがヘリックス状につながる特殊な立体構造を取ることが明らかになった．肺炎レンサ球菌と比肩する高病原性の黄色ブドウ球菌，A群レンサ球菌，およびB群レンサ球菌はPfbAと相同性の高いタンパク質を持たない．その一方で，肺炎レンサ球菌の菌株間では，PfbAは高く保存されていた．したがって，PfbAは肺炎球菌に特異性の高い分子であり，同菌の病態を特徴付ける分子である可能性が考えられた．また，肺炎レンサ球菌と赤血球の相互作用の解析から，赤血球の鉄イオンが産生するフリーラジカルにより一部の肺炎レンサ球菌は殺菌されるが，殺菌を逃れた菌は赤血球に侵入し，宿主の免疫機構や抗生物質による殺菌を回避する可能性が示された．これらの結果から，肺炎レンサ球菌に特異的なPfbAを介する自然免疫回避戦略が示唆された．

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] Development of a two-step multiplex PCR assay for typing of capsular polysaccharide synthesis gene clusters of Streptococcus suis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Okura M, Lachance C, Osaki M, Sekizaki T, Maruyama F, Nozawa T, Nakagawa I, Hamada S, Rossignol C, Gottschalk M, Takamatsu D.
  • 雑誌名: Journal of Clinical Microbiology 巻: 52 ページ: 1714-1719
  • DOI: 10.1128/JCM.03411-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen peroxide contributes to the epithelial cell death induced by the oral mitis group of streptococci. (2014)
  • 著者名/発表者名: Okahashi N, Sumitomo T, Nakata M, Sakurai A, Kuwata H, and Kawabata S.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 ページ: e88136
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0088136
  • 査読あり
• [雑誌論文] Crystal structure of PfbA, a surface adhesion of Streptococcus pneumoniae, provides hints into its interaction with fibronectin. (2014)
  • 著者名/発表者名: Beulin DS, Yamaguchi M, Kawabata S, and Ponnuraj K
  • 雑誌名: International Journal of Biological Macromolecules 巻: 64 ページ: 168-173
  • DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2013.11.035
  • 査読あり
• [雑誌論文] Streptococcus pneumoniae invades erythrocytes and utilizes them to evade human innate immunity. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi M, Terao Y, Mori-Yamaguchi Y, Domon H, Sakaue Y, Yagi T, Nishino K, Yamaguchi A, Nizet V, Kawabata S.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e77282
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0077282
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic analysis of capsular polysaccharide synthesis gene clusters from all serotypes of streptococcus suis: potential mechanisms for generation of capsular variation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okura M, Takamatsu D, Maruyama F, Nozawa T, Nakagawa I, Osaki M, Sekizaki T, Gottschalk M, Kumagai Y, Hamada S.
  • 雑誌名: Applied Environmental Microbiology 巻: 79 ページ: 2796-2806
  • DOI: 10.1128/JCM.03411-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cysteine proteinase from Streptococcus pyogenes enables evasion of innate immunity via degradation of complement factors. (2013)
  • 著者名/発表者名: Honda-Ogawa M, Ogawa T, Terao Y, Sumitomo T, Nakata M, Ikebe K, Maeda Y, Kawabata S.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 288 ページ: 15854-15864
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.469106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Group A streptococcal cysteine protease cleaves epithelial junctions and contributes to bacterial translocation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sumitomo T, Nakata M, Higashino M, Terao Y, Kawabata S.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 288 ページ: 13317-13324
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.459875
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen peroxide produced by oral streptococci induces cell death of macrophage. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okahashi N, Nakata M, Sumitomo T, Terao Y, Kawabata S.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e62563
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0062563
  • 査読あり
• [雑誌論文] MicroRNA fragments derived from Streptococcus pyogenes enable activation of neutrophil phagocytosis: in vitro study. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ogawa T, Terao Y, Honda-Ogawa M, Hashimoto S, Ikebe K, Maeda Y, and Kawabata S.
  • 雑誌名: Microbes and Infection 巻: 15 ページ: 212-218
  • DOI: 10.1016/j.micinf.2012.11.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pleiotropic virulence factor - Streptococcus pyogenes fibronectin-binding proteins. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi M, Terao Y, Kawabata S.
  • 雑誌名: Cellular Microbiology 巻: 15 ページ: 503-511
  • DOI: 10.1111/cmi.12083
  • 査読あり
• [学会発表] Regulation of pilous gene expression in FCT type 3 strain of Streptococcus pyogenes. (2014)
  • 著者名/発表者名: 中田匡宣，住友倫子，浜田茂幸，川端重忠
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 東京都江戸川区 タワーホール船堀
  • 年月日: 20140327-20140328
• [学会発表] Group A Streptococcus translacates across epithelial barrier via tricellular tight junctions. (2014)
  • 著者名/発表者名: 住友倫子，東野美晴，中田匡宣，川端重忠
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 東京都江戸川区 タワーホール船堀
  • 年月日: 20140326-20140327
• [学会発表] Wall-anchored nuclease of Streptococcus sanguinis contributes to evasion of innate immunity. (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田知里，住岡龍一，中田匡宣，住友倫子，岡橋暢夫，浜田茂幸，川端重忠
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 東京都江戸川区 タワーホール船堀
  • 年月日: 20140326-20140327
• [学会発表] Functional characterization of SpyA from Streptococcus pyogenes. (2014)
  • 著者名/発表者名: 毛利泰士，住友倫子，中田匡宣，川端重忠
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 東京都江戸川区 タワーホール船堀
  • 年月日: 20140326-20140327
• [学会発表] 口腔レンサ球菌が産生する課酸素水素がマクロファージの細胞死を誘導する． (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡橋暢夫，中田匡宣，住友倫子，寺尾豊，川端重忠
  • 学会等名: 第87回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 東京都江戸川区 タワーホール船堀
  • 年月日: 20140326-20140327
• [学会発表] A群レンサ球菌は宿主カルパインの活性化を介して上皮バリアを突破する. (2013)
  • 著者名/発表者名: 住友倫子，中田匡宣，寺尾豊，川端重忠
  • 学会等名: 第55回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 岡山県 岡山コンベンションセンター
  • 年月日: 20130920-20130922
• [学会発表] Streptococcus sanguinisの菌体表層ヌクレアーゼは自然免疫からの回避に寄与する. (2013)
  • 著者名/発表者名: 森田知里，住岡龍一，中田匡宣，岡橋暢夫，住友倫子，川端重忠
  • 学会等名: 第55回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 岡山県 岡山コンベンションセンター
  • 年月日: 20130920-20130922
• [学会発表] Mode of expression and assembly mechanism of Group A Streptococcal pili. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakata M, Kawabata S
  • 学会等名: The 12th Awaji International Forum on Infection and Immunity
  • 発表場所: 兵庫県 淡路夢舞台国際会議場
  • 年月日: 20130910-20130913
  • 招待講演
• [学会発表] A群レンサ球菌の上皮バリア突破機構に関与する宿主プロテアーゼの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 住友倫子，中田匡宣，寺尾豊，川端重忠
  • 学会等名: 第22回Lancefieldレンサ球菌研究会
  • 発表場所: 東京都 ホテル島根イン青山
  • 年月日: 20130628-20130629
• [学会発表] Group A streptococcal pyrogenic exotoxin B cleaves epithelial junctions and contributes to bacterial translocation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sumitomo T, Nakata M, Higashino M, Terao Y, and Kawabata S
  • 学会等名: 113th General Meeting of American Society for Microbiology
  • 発表場所: USA Colorado Convention Center
  • 年月日: 20130518-20130521
• [学会発表] Streptococcus sanguinisが産生するヌクレアーゼの機能解析．
  • 著者名/発表者名: 森田知里，住岡龍一，中田匡宣，岡橋暢夫，住友倫子，川端重忠
  • 学会等名: 第66回日本細菌学会関西支部総会
  • 発表場所: 大阪府吹田市 大阪大学微生物病研究所 谷口記念講堂
• [図書] 「タイでコレラに挑む」感染・炎症・免疫 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡田和久，浜田茂幸
  • 総ページ数: 13
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 「序－注目される劇症型細菌感染症の現状と理解－」 化学療法の領域 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川端重忠
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 医薬ジャーナル社
• [図書] 「劇症型溶血性レンサ球菌感染症の発症に寄与する細菌因子」化学療法の領域 (2013)
  • 著者名/発表者名: 住友倫子，川端重忠
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 医薬ジャーナル社
• [図書] 「病原性レンサ球菌の二成分制御系シグナル伝達機構」化学療法の領域 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中田匡宣，川端重忠
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: 医薬ジャーナル社
• [備考] タイ感染症共同センター 細菌感染部門
  • URL: http://www.biken.osaka-u.ac.jp/act/act_RCC-BacInfect.php