公募研究
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が認識する基質分子の探索・同定を行った。[HAが認識する基質分子の探索・同定]Caco-2細胞のライゼートからpull down法により、HAに結合する分子としてE-cadherinが同定された。HAはE-cadherinに特異的に結合し、N-、VE-cadherinとの相互作用は見られなかった。また結合には動物種間でも特異性があり、ヒト、マウス、ウシのE-cadherinには相互作用したが、ラット、ニワトリのE-cadherinとは相互作用しなかった。マウスとラットのキメラE-cadherinを用いた解析により、HAに対する結合性に大きく関与するのは20番目のアミノ酸残基であり、E-cadherinのtrans-dimerを形成する領域に隣接する箇所であることが明らかとなった。また、HAの作用に対して感受性のあるMDCK細胞(イヌ腎上皮由来)にラットE-cadherinを発現させることにより、HAによる上皮細胞間バリア破壊は阻害された。以上の解析により、HAによる上皮細胞間バリア破壊にはE-cadheirnとの相互作用が必須であると結論づけられた。また、ヒトに中毒をほとんど起こさないC型毒素のHAは、ヒトE-cadherinと相互作用せず、ヒトの上皮細胞間バリアを破壊しない。そして、B型HAと相互作用しないラットとニワトリについては、B型毒素に対する感受性が低いことが知られている。このように、HAのE-cadherinへの結合性・上皮細胞間バリア破壊活性の有無と、ボツリヌス毒素への感受性・中毒の発症例の有無との間に部分的な相関が見られることから、HAの上皮細胞間バリア破壊活性がボツリヌス中毒発症へ寄与することが示唆された。
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J.Cell Biol.
巻: 189 ページ: 691-700
Journal of Biomedicine and Biotechnology
巻: 2010 ページ: Article ID 974943
