過酸化水素から見えてくる口腔レンサ球菌の隠れた病原性

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26463112
• 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, 准教授 (40150180)
• 研究分担者: 中田 匡宣 大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (90444497)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: ミティス群口腔レンサ球菌 / 過酸化水素 / 細胞死 / マクロファージ / リソソーム / 好中球

研究実績の概要

最終年度の研究成果としては，まず，ミティス群口腔レンサ球菌感染が好中球に NETosis （好中球細胞外トラップ：核内 DNA を細胞外に放出することによって周囲の感染細菌を捕捉する）を誘導する事実を見出したことが挙げられる．NETosis は起こるものの，ミティス群レンサ球菌由来の過酸化水素により，好中球本来の貪食作用が抑制され，感染した菌の殺菌・排除はむしろ抑制されることが示唆された．また，マイクロアレイを用いた遺伝子発現変化の解析からは，ミティス群口腔レンサ球菌感染および過酸化水素処理は，マクロファージにストレス応答を誘導し，リポ多糖 (LPS) 刺激によるサイトカイン産生を抑制することが示された．これらの結果は，ミティス群レンサ球菌由来の過酸化水素が，好中球やマクロファージの貪食作用やサイトカイン産生を抑制することを通じて，菌の生存戦略に大きな貢献をしていることを示していると考えられる．

3年間におよぶ本研究の成果から，ミティス群口腔レンサ球菌が産生する過酸化水素がマクロファージなどの細胞に対して細胞傷害性を示すことが明らかになった．ミティス群レンサ球菌が産生する過酸化水素は数mM 程度であるが， in vitro で細胞死を誘導するには十分な濃度であった．従来，病原性が強いと言われながらもその正体がはっきりしなかったミティス群レンサ球菌の病原因子が，実は過酸化水素であることを示すことが出来たのが最大の成果であると考えている．

研究成果

• [雑誌論文] Microarray analysis of macrophage response to infection with Streptococcus oralis reveals the immunosuppressive effect of hydrogen peroxide (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsushima H, Kumagai Y, Vandenbon A, Kataoka H, Kadena M, Fukamachi H, Arimoto T, Morisaki H, Fujiwara N, Okahashi N, Kuwata H
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Reseach Communications 巻: 485 ページ: 461-467
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.02.048
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Streptococcus sanguinis induces neutrophil cell death by production of hydrogen peroxide (2017)
  • 著者名/発表者名: Sumioka R, Nakata M, Okahashi N, Li Y, Wada S, Yamaguchi M, Sumitomo T, Hayashi M, Kawabata S
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 12 ページ: e0172223
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0172223
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Streptococcus pyogenes endopeptidase O contributes to evasion from complement-mediated bacteriolysis via binding to human complement factor C1q (2017)
  • 著者名/発表者名: Honda-Ogawa M, Sumitomo T, Mori Y, Hamd DT, Ogawa T, Yamaguchi M, Nakata M, Kawabata S
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 292 ページ: 4244-4254
  • DOI: 10.1074/jbc.M116.749275
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Streptococcus oralis induces lysosomal impairment of macrophages via bacterial hydrogen peroxide (2016)
  • 著者名/発表者名: Okahashi N, Nakata M, Kuwata H, Kawabata S
  • 雑誌名: Infection and Immunity 巻: 84 ページ: 2042-2050
  • DOI: 10.1128/IAI.00134-16
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evolutionary inactivation of a sialidase in group B streptococcus (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi M, Hirose Y, Nakata M, Uchiyama S, Yamaguchi Y, Goto K, Sumitomo T, Lewis AL, Kawabata S, Nizet V
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 ページ: 28852
  • DOI: 10.1038/srep28852
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Streptococcus oralis 産生過酸化水素によるマクロファージの炎症性遺伝子発現制御について (2017)
  • 著者名/発表者名: 松島瞳、片岡嗣雄、岡橋暢夫、熊谷雄太郎、井上美津子、桑田啓貴
  • 学会等名: 第９０回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2017-03-19 – 2017-03-21
• [学会発表] インフルエンザウイルス感染は化膿レンサ球菌の上皮バリア突破を亢進させる (2017)
  • 著者名/発表者名: 住友倫子、中田匡宣、山口雅也、川端重忠
  • 学会等名: 第９０回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2017-03-19 – 2017-03-21
• [学会発表] Streptococcus oralis 由来の過酸化水素はマクロファージのリソソームを傷害する (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡橋暢夫、中田匡宣、桑田啓貴、川端重忠
  • 学会等名: 第５８回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-08-24 – 2016-08-26
• [学会発表] インフルエンザウイルス感染に伴い上皮表層に誘導されるGP96は化膿レンサ球菌の上皮細胞への付着を亢進させる (2016)
  • 著者名/発表者名: 住友倫子、中田匡宣、毛利泰士、小川真理子、山口雅也、川端重忠
  • 学会等名: 第５８回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-08-24 – 2016-08-26
• [学会発表] 環境温度の変化に対する肺炎球菌の適応と血中における菌体生存の関連 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中田匡宣、住友倫子、山口雅也、川端重忠
  • 学会等名: 第５８回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-08-24 – 2016-08-26