研究課題
基盤研究(C)
C型ウエルシュ菌の産生するβ毒素は、ヒトや動物の壊疽性腸炎の原因である考えられ、本毒素は生物活性として致死、壊死活性を有する。β毒素は免疫系細胞など特定の細胞に対して障害を示すが、その作用メカニズムと病原性との関連は明らかにされていない。本研究では、β毒素の細胞レベルでの障害作用から、毒素の作用機構を明らかにする。β毒素をヒト急性単球性白血病細胞株であるTHP-1細胞に作用させる、本毒素は細胞膜ラフトでオリゴマーを形成して、細胞からの急速なKイオンの遊離、細胞のSwelling、そして、細胞死を誘導することが明らかとなった。一方、低濃度のβ毒素でTHP-1細胞を処理すると、p38MAPKとJNKのリン酸化が認められた。さらに、p38MAPK阻害剤SB203580とJNK阻害剤SP600125で予め細胞を処理すると、本毒素のよる細胞毒性が増強された。すなわち、毒素の攻撃を受けた細胞が、生存シグナルとしてp38MAPKとJNKを活性化している可能性が示唆される。さらに、Kフリー液では、本毒素によるp38MAPKの活性化と細胞毒性は増強され、高K液中では本毒素のこれらの作用が抑制された。p38MAPKの活性化には活性酸素種(ROS)の産生が関与するとが知られている。そこで、β毒素処理後のTHP-1細胞からのROSの産生を調べたが、ROSの産生は認められなかった。すなわち、本毒素によるp38MAPKの活性化にはROSは関与していないことが判明した。以上から、β毒素によるp38MAPKとJNKの活性化は、細胞の障害を防御する生存シグナルであると考えられる。
1: 当初の計画以上に進展している
本年度は、β毒素のTHP-1細胞に対する作用機構の検討を中心に行った。本毒素はTHP-1細胞表面のラフトでオリゴマーを形成して細胞毒性を示した。このとき、β毒素の障害作用に対して、THP-1細胞は自らのp38MAPKとJNKを活性化して、毒素に対する障害に抵抗することが判明した。すなわち、β毒素の作用機構解明に大きな寄与があったと考える。これらの成果は、Infection and Immunityに受理され、新規な知見であることが認められた。
今後の研究方針として、以下を遂行する予定である。1.β毒素の細胞障害時に、細胞表面のどのような受容体に結合しているのかを明らかにする。2.β毒素の細胞膜受容体と毒素のオリゴマー形成や細胞膜障害とのに関連について検討する。3.β毒素の立体構造を明らかにするため、毒素の結晶化を行う。4.β毒素の動物感染モデルを確立し、病原性における役割を明らかにする。
試薬や器具などの消耗品が予定より安価で済んだこと、さらに、予定していた旅費が、予想より下回り次年度使用額が生じた。β毒素の作用機構を細胞生物学的な手法で検討するため、試薬や器具などの消耗品に多くを使用する。成果発表のため、学会発表での出張費を使用する。
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すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) 備考 (1件)
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