線毛ｐｉｌｉから捉えなおす口腔レンサ球菌の定着戦略と病原性

2011 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 23593027
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 岡橋 暢夫 大阪大学, 歯学研究科(研究院), 准教授 (40150180)
• 研究分担者: 大嶋 隆 大阪大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (80116003)
• 研究期間 (年度): 2011-04-28 – 2014-03-31
• キーワード: pili / oral streptococci

研究概要

2005 年に病原レンサ球菌で新しく発見された線毛 pili はレンサ球菌の病原因子に関する従来の常識を一変させた。本研究申請では、口腔レンサ球菌における pili の分布を調べると同時に口腔レンサ球菌の病原性に対する pili の関与を明らかにすることを目的とする。　平成２３年度は、まず、口腔レンサ球菌 S. sanguinis の pili についてリコンビナント pili を作成し、それを免疫して抗体を調製した。これらの抗体を利用し、pili 欠損株とpili 発現親株の蛍光免疫染色および金コロイド免疫染色を行って pili の菌体表層の局在様式を観察した。pili は菌体表層でほぼ一様に分布しており、長さは 1-2 um 程度であった。染色像からは、３種類の pili サブユニットのうち PilA が pili のバックボーンを形成しており、おそらく PilC が pili 末端に存在していると考えられた。宿主細胞マトリックスタンパク質との結合を調べると、フィブロネクチンが PilC と強く反応することが分かった。さらに PilC と唾液タンパク質との反応を調べると、 これが複数の唾液タンパク質と結合することが見いだされ、そのひとつは唾液アミラーゼであった。口腔内への定着の際に S. sanguinis の pili と唾液タンパク質との相互作用が重要な役割を果たしていると考えられることから、唾液をコートした培養用プレート上で S. sanguinis のバイオフィルム形成能を測定した。その結果、 pili 欠損変異株ではバイオフィルム量が明らかに低下しており、 pili と唾液タンパク質との相互作用がバイオフィルム形成、ひいては菌の口腔内定着に関与していることが示された。

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

上記の通り、口腔レンサ球菌 S. sanguinis の pili に関して、その局在と機能を明らかにすることが出来た。特に、S. sanguinis の pili が唾液タンパク質と相互作用すること、それが本菌の口腔内への定着に関与していること、の２点は今回得られた重要な知見である。

今後の研究の推進方策

S. sanguinis の pili が細胞外マトリックスタンパク質以外にも唾液タンパク質と相互作用するという知見は、本菌の口腔内定着機構を考える上で重要な知見である。予備実験の結果から、アミラーゼ以外にも pili と結合する唾液タンパク質の存在が複数示唆されており、この点はさらに調べる必要があると考えている。また、 S. sanguinis 以外の口腔レンサ球菌における pili の存在についても今後検討を加える予定である。

次年度の研究費の使用計画

本年度は計画調書に記載した通り PCR 装置を購入したが、当初購入を予定していたメーカーの機種と同程度の性能の PCR 装置がキャンペーン中という理由もあって他メーカーからおよそ半額で購入することができた。このため、その分の研究費が次年度に持越しになっている。　次年度の研究費は、申請書に記載した通り、遺伝子工学試薬、細菌培養用試薬、ピペットなどの消耗品などの購入に使用する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Pili of oral Streptococcus sanguinis bind to salivary amylase and promote the biofilm formation. (2011)
  • 著者名/発表者名: Okahashi N, Nakata M, Terao Y, Isoda R, Sakurai A, Sumitomo T, Yamaguchi M, Kimura RK, Oiki E, Kawabata S, Ooshima T.
  • 雑誌名: Microb Pathog 巻: 50(3-4) ページ: 148-154
  • DOI: 10.1016/j.micpath.2011.01.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel epitopic region of glucosyltransferase from Streptococcus mutans (2011)
  • 著者名/発表者名: Hoshino T, Kondo Y, Saito K, Terao Y, Okahashi N, Kawabata S, Fujiwara T.
  • 雑誌名: Clinical Vaccine Immunol 巻: 18(9) ページ: 1552-1561
  • DOI: 10.1128/CVI.05041-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distribution of oral streptococci highly resistant to amoxicillin in dental plaque specimens from Japanese chlidren and adolescents (2011)
  • 著者名/発表者名: Nemoto H, Nakano K, Masuda K, Wada K, Ardin AC, Nomura R, Ooshima T.
  • 雑誌名: J Med Microbiol 巻: 60(12) ページ: 1853-1859
  • DOI: 10.1099/jmm.0.027615-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] The collagen-binding protein of Streptococcus mutans is involved in haemorrhagic stroke (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakano K, Hokamura K, Taniguchi N, ..., Ooshima T.
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 2 ページ: article #485
  • DOI: 10.1038/ncomms1491
  • 査読あり
• [雑誌論文] a-enolase of Streptococcus pneumoniae induced formation of netrophil extracellular traps (2011)
  • 著者名/発表者名: Mori Y, Yamaguchi M, Terao Y, Hamada S, Ooshima T, Kawabata S.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 287(13) ページ: 10472-10481.
  • DOI: 10.1074/jbc.M111.280321
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assembly mechanism of FCT region of type 1 pili in serotype M6 Streptococcus pyogenes. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakata M, Kimura KR, Sumitomo T, Wada S, Sugauchi A, Oiki E, Higashino M, Kreikemeyer B, Podbielski A, Okahashi N, Hamada S, Isoda R, Terao Y, Kawabata S.
  • 雑誌名: J BIol Chem 巻: 286(43) ページ: 37566-37577.
  • DOI: 10.1074/jbc.M111.239780
  • 査読あり
• [雑誌論文] Streptococcus sanguinis induces foam cell formation and cell death in association with production of reactie oxygen species. (2011)
  • 著者名/発表者名: Okahashi N, Okinaga T, Sakurai A, Terao Y, Nakata M, Nakashima K, Shintani S, Kawabata S, Ooshima T, Nishihara T.
  • 雑誌名: FEMS Microbiol Lett 巻: 323(2) ページ: 164-170.
  • DOI: 10.1111/j.1574-6968.2011.02375.x
  • 査読あり
• [学会発表] T6 線毛の組立て機構の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中田匡宣、住友倫子、東野美晴、岡橋暢夫、浜田茂幸、寺尾豊、川端重忠
  • 学会等名: 第８５回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2012. 3. 17.
• [学会発表] Pili of oral Streptococcus sanguinis bind to salivary amylase and promote biofilm formation (2011)
  • 著者名/発表者名: Okahashi N, Nakata M, Terao Y, Isoda R, Sakurai A, Sumitomo T, Yamaguchi M, Kimura KR, Oiki E,Kawabata S, Ooshima T
  • 学会等名: XIII International Congress of Bacteriology and Applied Microbiology
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2011. 9. 7.
• [学会発表] Distribution of Streptococcus mutans strains with collagen-binding properties (2011)
  • 著者名/発表者名: Naka S, Nakano K, Nomura R, Ooshima T
  • 学会等名: 23rd meeting of IAPD (International Association of Paediatric Dentistry)
  • 発表場所: Athens, Greece
  • 年月日: 2011. 6. 15.