レンサ球菌のニッチ拡大機構の解明と新規感染制御法の探索

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22H03262
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 川端 重忠 大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (50273694)
• 研究分担者: 住友 倫子 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (50423421) ; 山口 雅也 大阪大学, 大学院歯学研究科, 准教授 (00714536) ; 広瀬 雄二郎 大阪大学, 大学院歯学研究科, 助教 (90788407)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: レンサ球菌 / 細胞外小胞

研究実績の概要

小児や高齢者の口腔・鼻咽腔領域で高頻度に認められる肺炎球菌や化膿レンサ球菌は、局所バリアの破綻と免疫回避を経て、遠隔組織で致死性の高い侵襲性疾患を惹起する。そこで、レンサ球菌が定着する口腔や鼻咽腔の上皮細胞もしくは免疫細胞から分泌される細胞外小胞に着目し、細菌の遠隔組織への伝播や病態形成機構との関連を検証することにした。
今年度は、インフルエンザに合併するレンサ球菌性肺炎の重症化機構において、インフルエンザウイルスの感染に伴い宿主の細胞外に分泌される小胞が及ぼす影響を検討した。まず、肺胞上皮細胞株にインフルエンザウイルスを感染させ、それにより分泌される細胞外小胞の画分を分離した。次に、インフルエンザ感染細胞または非感染細胞由来の細胞外小胞の画分を、ヒト単球由来細胞株に作用させ、誘導される免疫応答をサイトカインの定量にて評価した。その結果、インフルエンザ感染細胞由来の細胞外小胞の画分は、インフルエンザ非感染細胞由来の細胞外小胞の画分と比較して、ヒト単球由来細胞株に対して特定のサイトカイン発現を誘導することを明らかにした。

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

肺胞上皮細胞株より得たインフルエンザ感染細胞由来の細胞外小胞の画分は、インフルエンザ非感染細胞由来の細胞外小胞の画分と比較して、ヒト単球由来細胞株に対して特定のサイトカイン発現を誘導することを明らかにしているため。

今後の研究の推進方策

今年度に同定した現象のメカニズムについて、シグナル伝達経路の関与やサイトカイン同士の相互作用の観点から同定を試みる。さらには、in vivoにおいて、同様の現象が生じているかおよびレンサ球菌ニッチ拡大機構への関与を検討するために、インフルエンザと肺炎レンサ球菌の重複感染マウスモデルを用いて評価する。

研究成果

• [雑誌論文] Pneumococcal BgaA promotes host organ bleeding and coagulation in a mouse sepsis model.? (2022)
  • 著者名/発表者名: Takemura M, Yamaguchi M, Kobayashi M, Sumitomo T, Hirose Y, Okuzaki D, Ono M, Motooka D, Goto K, Nakata M, Uzawa N, Kawabata S.
  • 雑誌名: FRONTIERS IN CELLULAR AND INFECTION MICROBIOLOGY 巻: 12 ページ: 844000
  • DOI: 10.3389/fcimb.2022.844000
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Contribution of?Streptococcus pyogenes?M87 protein to innate immune resistance and virulence.? (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirose Y, Kolesinski P, Hiraoka M, Uchiyama S, Zurich R.H, Kumaraswamy M, Bjanes E, Ghosh P, Kawabata S, Nizet V.
  • 雑誌名: MICROBIAL PATHOGENESIS 巻: 169 ページ: 105636
  • DOI: 10.1016/j.micpath.2022.105636
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] An M protein coiled coil unfurls and exposes its hydrophobic core to capture LL-37 (2022)
  • 著者名/発表者名: Kolesinski P, Wang KC, Hirose Y, Nizet V, Ghosh P.
  • 雑誌名: eLife 巻: 11 ページ: e77989
  • DOI: 10.7554/eLife.77989
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Biological Evaluation of the Effect of Root Canal Sealers Using a Rat Model. (2022)
  • 著者名/発表者名: Okamoto M, Matsumoto S, Moriyama K, Huang H, Watanabe M, Miura J. Sugiyama K, Hirose Y, Manabu M, Kuriki N, Leprince JG, Takahashi Y, Kawabata S, Hayashi M.
  • 雑誌名: Pharmaceutics 巻: 14 ページ: 2038
  • DOI: 10.3390/pharmaceutics14102038
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The group A?Streptococcus?interleukin-8 protease SpyCEP promotes bacterial intracellular survival by evasion of autophagy. (2022)
  • 著者名/発表者名: Bergmann R, Gulotta G, Andreoni F, Sumitomo T, Kawabata S, Zinkernagel A.S, Chhatwal G.S, Nizet V, Rohde M, Uchiyama S.
  • 雑誌名: INFECTIOUS MICROBES & DISEASES 巻: 4 ページ: 116-123
  • DOI: 10.1097/IM9.0000000000000098
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Oral mitis group streptococci reduce infectivity of influenza A virus via acidification and H2O2?production. (2022)
  • 著者名/発表者名: Okahashi N, Sumitomo T, Nakata M, Kuwata H, Kawabata S.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 17 ページ: e0276293
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0276293
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Construction of human three-dimensional lung model using layer-by-layer method. (2022)
  • 著者名/発表者名: Akamatsu Y, Akagi T, Sumitomo T, Takahara Y, Akiyama S, Kawabata S*, Akashi M.
  • 雑誌名: Tissue Engineering Part C methods. 巻: 29 ページ: 95-102
  • DOI: 10.1089/ten.tec.2022.0184
  • 査読あり
• [雑誌論文] Secondary streptococcal infection following influenza.? (2022)
  • 著者名/発表者名: Okahashi N, Sumitomo T, Nakata M, Kawabata S.
  • 雑誌名: MICROBIOLOGY AND IMMUNOLOGY 巻: 66 ページ: 253-263
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12965
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oral mitis group streptococci: A silent majority in our oral cavity. (2022)
  • 著者名/発表者名: Okahashi N, Nakata M, Kuwata H, Kawabata S.
  • 雑誌名: MICROBIOLOGY AND IMMUNOLOGY 巻: 66 ページ: 539-551
  • DOI: 10.1111/1348-0421.13028
  • 査読あり
• [雑誌論文] 肺炎球菌の種の壁を超える進化機構 ～肺炎球菌は口腔レンサ球菌の遺伝子を取り込んで耐性化する～． (2022)
  • 著者名/発表者名: 山口雅也，川端重忠．
  • 雑誌名: 日本歯科医師会雑誌 巻: 75 ページ: 185-193
  • 査読あり
• [学会発表] Streptococcus pyogenesのモジュロン情報は溶血活性を変化させる炭素源を明らかにする (2023)
  • 著者名/発表者名: 広瀬 雄二郎， Victor Nizet， Bernhard O. Palsson， 川端 重忠.
  • 学会等名: 第96回 日本細菌学会総会
• [学会発表] 肺炎球菌の自己融解酵素LytAによる溶菌過程の高速AFM観察 (2023)
  • 著者名/発表者名: 太田 悠夢，山下 隼人，東 孝太郎，山口 雅也，川端 重忠，阿部 真之．
  • 学会等名: 第96回 日本細菌学会総会
• [学会発表] 侵襲性に関与するemm89型化膿レンサ球菌の因子の探索と分子生物学的解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 大野 誠之，山口 雅也，元岡 大祐，広瀬 雄二郎，東 孝太郎，秋山 徹，住友 倫子，池辺 忠義，奥野 ルミ，川端 重忠.
  • 学会等名: 第96回 日本細菌学会総会
• [学会発表] 加齢による宿主応答の変化が肺炎球菌感染症の重症化に及ぼす影響の解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 山口 雅也
  • 学会等名: 第96回 日本細菌学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] Elucidation of iModulons in Streptococcus pyogenes reveals carbon sources that change its hemolytic activity (2023)
  • 著者名/発表者名: 広瀬 雄二郎，Victor Nizet，Bernhard O. Palsson，川端 重忠．
  • 学会等名: International Symposium for Future Mucosal Vaccines
  • 国際学会
• [学会発表] ゲノムワイド関連解析を用いたemm89型化膿レンサ球菌による侵襲性感染症の発症因子の探索 (2022)
  • 著者名/発表者名: 大野 誠之， 山口 雅也， 広瀬 雄二郎， 東 孝太郎， 秋山 徹， 住友 倫子， 池辺 忠義， 山口 貴弘， 河原 隆二， 奥野 ルミ， 大塚 仁， 松本 裕子， 賀澤 優， 中西 典子， 中川 力， 川端 重忠.
  • 学会等名: 第14回学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点シンポジウム
• [学会発表] Identification of pneumococcal factors related to clinical symptoms through a genome-wide association study. (2022)
  • 著者名/発表者名: Ono M， Yamaguchi M， Kawabata S
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies The Online Edition 2022.
  • 国際学会
• [学会発表] 肺炎球菌のニューモライシン依存的な鼻粘膜上皮バリア傷害と脳伝播機構の解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 高原 悠樹， 住友 倫子， 河野 正充， 赤松 由佳子， 山口 雅也， 中田 匡宣， 保富 宗城， 川端 重忠.
  • 学会等名: 第52回 レンサ球菌研究会
• [学会発表] 肺炎球菌を感染させた三次元肺組織モデルにおける上皮バリアの機能障害と炎症応答の解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 赤松 由佳子，住友 倫子，高原 悠樹，山口 雅也，中田 匡宣，明石 満，川端 重忠.
  • 学会等名: 第64回 歯科基礎医学会学術大会
• [学会発表] Streptococcus pneumoniae による肺炎において加齢が重症化に果たす機構の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 山口 雅也，小林 桃子，大野 誠之，川端 重忠．
  • 学会等名: 第64回 歯科基礎医学会学術大会
• [学会発表] 自己融解酵素によるグラム陽性細菌の溶菌過程の高速AFM観察 (2022)
  • 著者名/発表者名: 太田 悠夢，山下 隼人，東 孝太郎，山口 雅也，川端 重忠，阿部 真之.
  • 学会等名: 第60回 日本生物物理学会年会
• [学会発表] バイオインフォマティクス研究ユニットの使い方：どのように情報解析を研究に組み込むか (2022)
  • 著者名/発表者名: 山口 雅也
  • 学会等名: 超実践的バイオインフォマティクスセミナー ～明日から研究に組み込める情報解析～
  • 招待講演
• [学会発表] 交互積層細胞コーティング法を用いた三次元肺組織モデルの構築と感染モデルへの応用 (2022)
  • 著者名/発表者名: 赤松 由佳子， 住友倫子， 高原悠樹， 広瀬雄二郎， 山口雅也， 中田匡宣， 秋山茂久， 明石満， 川端重忠.
  • 学会等名: 第75回 日本細菌学会関西支部総会
• [学会発表] 病原レンサ球菌に対するデータ駆動型の病態解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 山口 雅也
  • 学会等名: 第5回グローカル感染症研究セミナー
  • 招待講演