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2012 年度 実績報告書

腸管出血性大腸菌が産生するSubABトキシンの病原性増強作用の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24390104
研究種目

基盤研究(B)

研究機関千葉大学

研究代表者

野田 公俊  千葉大学, 大学院・医学研究院, 教授 (60164703)

研究分担者 清水 健  千葉大学, 大学院・医学研究院, 准教授 (70312840)
八尋 錦之助  千葉大学, 大学院・医学研究院, 特任准教授 (80345024)
津々木 博康  金沢大学, 大学院・医学系研究科, 助教 (40586608)
小倉 康平  千葉大学, 大学院・医学研究院, 特任研究院 (00586612)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワード腸管出血性大腸菌 / NO / 小胞体ストレス
研究概要

腸管出血性大腸菌(EHEC)が産生する新たな毒素Subtilase cytotoxin(SubAB)は、小胞体中に存在するシャペロン蛋白質Bipを分解し、その活性を阻害することによってERにストレスを起こし、細胞障害性を誘導すると考えられる。今年度は、昨年度明らかにしたSubABのマクロファージに対するNO産生抑制効果に関して、詳細に解析した。
結果、その作用機序として、SubABはLPS刺激によるNF-κBの核内移行、あるいはNF-κBの結合活性を抑制することで、iNOSプロモーターの転写開始点から100bp上流域へのNF-κBの結合を阻害すると考えられた。iNOSプロモーターを用いたレポーターアッセイの結果、転写開始点から100bp上流域を欠失させた変異体では転写活性がほとんど認められず、この領域はiNOS発現に特に重要であることが示唆され、SubABがiNOS発現を強力に抑制する原因の一つと考えられた。また、BiP切断活性をもたない変異体SubAB(mSubAB)がNO産生およびNF-κBの結合活性を抑制しないことから、SubABはBiPを切断し、ERストレスを与えることでNo産生を抑制していると推察された。更に、大腸菌内で発現するSubABが大腸菌の生存に及ぼす影響をSubABあるいはmSubAB発現ベクターを導入したBL21(BL21/WT、BL21/MT)を用いて生存率を調べた所、BL21/MTよりBL21/WTの生存率が有意に上昇した。つまり、マクロファージから産生されるNOは大腸菌を殺菌する分子であり、NO産生を抑制するSubABは大腸菌のマクロファージ内での生存に貢献すると考えられた。

現在までの達成度 (区分)
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

SubABによる、細胞致死機構、及び今回明らかにしたNO産生抑制機構の解析は当初の計画どおり進展している。

今後の研究の推進方策

SubABによるオートファジー誘導機構の解析とアポトーシス機構の解析を行う。
また、SubABによるストレスグラニュー誘導機構を明らかにする。

次年度の研究費の使用計画

オートファジー、アポトーシス、ストレスグラニュー誘導に関与する分子機構の解析するため、種々の必須分子の発現抑制あるいは、過剰発現細胞を用い、共焦点顕微鏡などを用い詳細に解析する。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (11件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Large - scale preparation of Shiga toxin 2 1n Escherichia coli for toxoid vaccine antigen production.2013

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Arimitsu, Keiko Sasaki, Takeshi Shimizu, Kentaro Tsukamoto, Toshiyasu Shimizu and Takao Tsuji
    • 雑誌名

      Microbiol. Immunol.

      巻: 57 ページ: 38-45

    • DOI

      10.1111/j.1348-0421.2012.12004.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Subtilase cytotoxin enhances E. coli survival in macrophages by suppression of nitric oxide production through the inhibition of NF-kappaB activation.2012

    • 著者名/発表者名
      Tsutsuki, H., K. Yahiro, K. Suzuki, A. Suto, K. Ogura, S. Nagasawa, H. Ihara, T. Shimizu, H. Nakajima, J. Moss, and M. Noda.
    • 雑誌名

      Infect Immun

      巻: 80 ページ: 3939-51

    • DOI

      10.1128/IAI.00581-12.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 腸管出血性大腸菌の病原性発現機構2012

    • 著者名/発表者名
      八尋錦之助
    • 雑誌名

      化学療法の領域

      巻: 28 ページ: 45-52

  • [雑誌論文] The nitric oxide reductase of enterohemorrhagic Escherichia coli plays an important role for the survival within macrophages.2012

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Shimizu, Hiroyasu Tsutsuki, Akio Matsumoto, Haruaki Nakaya and Masatoshi Noda.
    • 雑誌名

      Mol. Microbiol.

      巻: 85 ページ: 492-512

    • DOI

      10.1111/j.1365-2958.2012.08122.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recombinant Shiga toxin B subunit can induce neutralizing immunoglobulin Y antibody.2012

    • 著者名/発表者名
      Paola Neri, Shunji Tokoro, Tsuyoshi Sugiyama, Kouji Umeda, Takeshi Shimizu, Takao Tsuji, Yoshikatsu Kodama and Hiroshi Mori
    • 雑誌名

      Biol. Pharm. Bull.

      巻: 35 ページ: 917-923

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 腸管出血性大腸菌による食中毒重症化メカニズム2012

    • 著者名/発表者名
      清水 健、野田公俊
    • 雑誌名

      日本医事新報

      巻: 4614 ページ: 98-99

  • [学会発表] Subtilase cytotoxin induces stress granule formation through PERK dependent pathway2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroyasu Tsutsuki, Kinnosuke Yahiro, Tohru Shimizu, Masatoshi Noda
    • 学会等名
      第86回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉)
    • 年月日
      20130318-20130320
  • [学会発表] Helicobacter pylori VacA-induced autophagy and apoptosis are regulated by LRP1.2013

    • 著者名/発表者名
      Kinnosuke Yahiro, Masayuki Nakano, Masatoshi Noda, Toshiya Hirayama
    • 学会等名
      第86回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉)
    • 年月日
      20130318-20130320
  • [学会発表] Role for the surface senssor NlpE of enterohemorrhagic Escherichia coli in adherence to cells.2013

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Shimizu, Masatoshi Noda
    • 学会等名
      第86回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉)
    • 年月日
      20130318-20130320
  • [学会発表] Regulation of Subtilase cytotoxin (SubAB)-induced cell death by a PKR-like endoplasmic reticulum kinase (PERK)-dependent proteasome pathway in HeLa cells2012

    • 著者名/発表者名
      Kinnosuke Yahiro, Hiroyasu Tsutsuki, Kohei Ogura, Sayaka Nagasawa, Takeshi Shimizu, Joel Moss, Masatoshi Noda
    • 学会等名
      7th US-Japan Cholera and Other Bacterial Enteric Infections Joint Panel Meeting.
    • 発表場所
      千葉大学薬学部創立120周年記念講堂(千葉)
    • 年月日
      20121212-20121214
  • [学会発表] Subtilase cytotoxin enhances E. coli survival in macrophages by suppression of nitric oxide production through the inhibition of NF-kB activation.2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyasu Tsutsuki, Kinnosuke Yahiro, Takeshi Shimizu, Masatoshi Noda
    • 学会等名
      47th US Japan Cholera and Other Bacterial Enteric Infections Joint Panel Meeting.
    • 発表場所
      千葉大学薬学部創立120周年記念講堂(千葉)
    • 年月日
      20121212-20121214
  • [学会発表] Inhibitory effect of SubAB cytotoxin of enterohemorrhagic Escherichia coli on LPS-induced nitric oxide production by macrophages2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyasu Tsutsuki and Masatoshi Noda
    • 学会等名
      2012 IEIIS in National Center of Sciences Building
    • 発表場所
      国立情報学研究所(東京)
    • 年月日
      20121023-20121026
  • [学会発表] 腸管出血性大腸菌の産生する志賀毒素以外の毒素2012

    • 著者名/発表者名
      八尋錦之助、津々木博康、小倉康平、野田公俊
    • 学会等名
      第95回日本細菌学会関東支部総会
    • 発表場所
      ホテル日航東京(東京)
    • 年月日
      20121010-20121012
  • [学会発表] 腸管出血性大腸菌の産生するSubABのPERKを介したアポトーシス制御機構2012

    • 著者名/発表者名
      八尋 錦之助、津々木 博康、小倉康平、野田 公俊
    • 学会等名
      第59回トキシンシンポジウム
    • 発表場所
      とかちプラザ(北海道)
    • 年月日
      20120830-20120831
  • [学会発表] Inhibitory effect of subtilase cytotoxin on LPS-induced nitric oxide production by macrophages.2012

    • 著者名/発表者名
      Hiroyasu Tsutsuki, Kinnosuke Yahiro, Takeshi Shimizu and Masatoshi Noda
    • 学会等名
      THE 33rd NAITO CONFERENCE ON Oxygen Biology : Hypoxia, Oxidative Stress and Diseases.
    • 発表場所
      シャトレーゼガトーキングダム札幌(北海道)
    • 年月日
      20120626-20120629
  • [学会発表] Shiga toxin and a novel toxin produced by Shiga-toxigenic Escherichia coli.2012

    • 著者名/発表者名
      Masatoshi Noda
    • 学会等名
      The 11^<th> Korea-Japan International Symposium on Microbiology
    • 発表場所
      韓国
    • 年月日
      2012-09-14
  • [学会発表] Characterization of V cholerae Cholix-induced cell death mechanism in human cell line2012

    • 著者名/発表者名
      Kinnosuke Yahiro
    • 学会等名
      The 11^<th> Korea-Japan International Symposium on Microbiology
    • 発表場所
      韓国
    • 年月日
      2012-09-14
  • [図書] Handbook of Proteolytic Enzymes, 3^<rd> Edition [Cytotoxin SubAB (Chapter 694)]2013

    • 著者名/発表者名
      Yahiro, K., J. Moss, and M. Noda
    • 総ページ数
      3155-61
    • 出版者
      Elsevier

URL: 

公開日: 2014-07-16  

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