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2009 年度 実績報告書

ボツリヌスHAの細胞間バリア破壊作用の分子機構と病態における意義について

公募研究

研究領域感染現象のマトリックス
研究課題/領域番号 21022027
研究機関大阪大学

研究代表者

藤永 由佳子  大阪大学, 微生物病研究所, 特任准教授 (60252954)

研究分担者 北所 健悟  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究所, 准教授 (60283587)
キーワード微生物 / 細菌 / 生理活性 / 上皮細胞 / バリア
研究概要

ボツリヌス食中毒の発症には神経毒素が消化管から吸収され、血中に移行し末梢神経に到達することが必要である。巨大分子である神経毒素が体内に侵入する際の重要な関門は消化管粘膜バリアであるが、毒素がこのバリアを通過する機構は不明であった。我々は最近、無毒成分中のHAが強力な細胞間バリア破壊作用を持つことを発見した。HAの本作用の分子機構を明らかにするため、本年度は、HAの活性に必要なドメインの解析とHAが認識する基質分子の探索を行った。
[細胞間バリア破壊活性を担うHA側のドメインの同定]
我々はHAを構成する3つのサブユニットをリコンビナント蛋白質として発現させ、それぞれ単独では細胞間バリア破壊活性を示さないが、3つを再構成することによりnative HAとほぼ同等の比活性を再現することに成功している。そこでこの系を用い、B型HA中の細胞結合能を持つサブユニットであるHA1とHA3に各種変異を導入した。さらに変異を導入したサブユニットと野性型サブユニットよりHAを再構成し、ゲル濾過により再構成の効率および各サブユニットの構成比が野生型と同じであることを確認した。再構成が確認された変異型HAを、transwellに培養したヒト腸管上皮細胞(Caco-2)のbasolateralからに添加し、細胞間電気抵抗値(TER)測定を行うことによりバリア破壊活性を消失した変異型HAを検索した。その結果各HA単独では活性を示さないが、HA3+HA2で複合体が形成され、この複合体がTER低下活性を示すことが明らかになった。再構成変異体の活性についても解析を行っている。
[HAが認識する基質分子の探索・同定]
再構成HA(HA1+HA2+HA3)およびHA2+HA3複合体で結合する細胞側基質分子を、pull down法により探索した。その結果、再現性よく検出される分子が得られた。現在、質量分析などにより同定を行っている。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Interaction of botulinum toxin with the epithelial barrier.2010

    • 著者名/発表者名
      Fujinaga Y.
    • 雑誌名

      Journal of Biomedicine and Biotechnology 2010

      ページ: Article ID 974943, (9)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Disruption of the epithelial barrier by botulinum hemagglutinin (HA) proteins - Differences in cell tropism and the mechanism of action between HA proteins of types A or B, and HA proteins of type C.2009

    • 著者名/発表者名
      Jin, Y., Takegahara, Y., et al.
    • 雑誌名

      Microbiology 155

      ページ: 35-45

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel function of botulinum toxin-associated proteins : HA proteins disrunt intestinal epithelial barrier to increase toxin absorption.2009

    • 著者名/発表者名
      Fujinaga, Y., et al.
    • 雑誌名

      Toxicon 54

      ページ: 583-586

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ボツリヌス毒素と腸管上皮細胞バリア破壊2009

    • 著者名/発表者名
      藤永由佳子
    • 雑誌名

      化学療法の領域 25

      ページ: 745-754

  • [雑誌論文] 水際の攻防~ボツリヌス毒素vs腸管上皮細胞バリア2009

    • 著者名/発表者名
      藤永由佳子
    • 雑誌名

      細胞の化学 遺伝 63

      ページ: 20-25

  • [学会発表] Reconstitution and dissection of epithelial barrier disrupting activity of type B botulinum HA.2010

    • 著者名/発表者名
      竹ヶ原夕紀、菅原庸、松村拓大、藤永由佳子
    • 学会等名
      第83回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      20100327-20100329
  • [学会発表] 上皮細胞バリア破壊因子botulinum HAのサブユニット機能解析2009

    • 著者名/発表者名
      竹ヶ原夕紀、菅原庸、松村拓大、藤永由佳子
    • 学会等名
      第82回日本生化学大会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      20091021-20091024
  • [学会発表] Structure and function of hemagglutinin from Clostridium botulinum.2009

    • 著者名/発表者名
      Kitadokoro, K., Takegahara, Y., Karatani, H., Fujinaga, Y.
    • 学会等名
      The 9^<th> Awaji International Forum on Infection and Immunity.
    • 発表場所
      淡路島
    • 年月日
      20090908-20090911
  • [学会発表] Disruption of the Epithelial Barrier by Botulinum Hemagglutinin (HA)(招待講演)2009

    • 著者名/発表者名
      Yukako Fujinaga
    • 学会等名
      Third Annual Botulinum Research Symposium
    • 発表場所
      Dartmouth, USA
    • 年月日
      20090820-20090821
  • [学会発表] Mechanism for Epithelial Barrier Disruption by Botulinum HA2009

    • 著者名/発表者名
      Takegahara, Y., Matsumura, T., Sugawara, Y., Fujinaga, Y.
    • 学会等名
      Etox 14 (European Workshop on Bacterial Protein Toxins)
    • 発表場所
      Obemai, France
    • 年月日
      20090627-20090702
  • [学会発表] ボツリヌスHAは上皮細胞バリア破壊因子である2009

    • 著者名/発表者名
      竹ヶ原夕紀、菅原庸、松村拓大、藤永由佳子
    • 学会等名
      第62回日本細菌学会関西支部会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2009-11-14

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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