プロテオーム解析による炭疽菌の感染機構の解明と予防・治療への応用

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15390139
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine
• Principal Investigator: 牧野 壮一 帯広畜産大学, 原虫病研究センター, 助教授 (30181621)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 倉園 久生 岡山大学, 医学部・保健学科, 教授 (90186487) ; 川本 恵子 帯広畜産大学, 原虫病研究センター, 助教授 (20360977)
• Keywords: 炭疽菌 / 感染症 / 芽胞 / プロテオーム / ワクチン

Research Abstract

炭疽は細菌性急性人畜共通感染症で、適切な治療をしないと重篤化する。その感染過程は、生体内に侵入した芽胞体がマクロファージに貧食され、発芽し、毒素産生と莢膜形成が起き、その毒素によるマクロファージ溶解後、血流中へと放出され、爆発的な増殖過程を経て、宿主に致死的な急性的ショック症状を与える。炭疽菌の病原因子は、毒素産生と莢膜形成であり、生体内でのみ発現する。ヒトでは抗生物質による治療が行われるが、発症前の大量投与が必要で、発症後では効果が低い。芽胞が安定で、急性感染症を起こすため、常に生物兵器の第一候補として長年恐れられてきた。また、ヒトの炭疽ワクチンは副作用が強く、しかも接種期間が長いので、一般的には用いられない。炭疽に対する社会的脅威を軽減するために、炭疽の発症機構の解明と予防・治療法の開発は重要である。そこで、本年度は新たなワクチン開発の手がかりを得るために、炭疽の防御抗原(PA)を発現する乳酸菌組換え体を構築し、経鼻・経口投与による粘膜免疫効果を検討した。乳酸菌は長い食の経験から人には安全であると考えられており、しかも、生体内に定着することが無いので、ワクチン構築に最適であると考えられている。準備段階として効果が明らかになっている豚丹毒菌の防御抗原を用い検討した。その結果、ワクチン効果が認められたので、炭疽菌用の系を構築した。また、乳酸菌の膜表層へのアンカー蛋白を挿入した融合PA蛋白を産生するようベクターを構築し直し、効率良く融合蛋白を菌体表層に提示するプラスミドの構築を行った。免疫効果は検討中である。また、疫学調査研究に必須の炭疽菌芽胞の検出系を構築した。同時に芽胞特異的抗体を作製し、マクロファージ内取り込み機構の解析やプロテオーム解析のための二次元電気泳動条件の検討を行った。

Research Products

• [Publications] Sou-ichi Makino, Hyeng-il Cheun.: "Application of the real-time PCR for the detection of airborne microbial pathogens in reference to the anthrax spores"J.Microbiol.Meth.. 53. 141-147 (2003)
• [Publications] Makino S-I., Tobe, T., Asakura, H., Watarai, M., Ikeda, T., Takeshi, K., Sasakawa, C.: "Distribution of the secondary type III secretion system locus found in enterohemorrhagic Escherichia coli O157 : H7 among Shiga toxin-producing E. coli"J.Clin.Microbiol.. 41. 2341-2347 (2003)
• [Publications] Kim, S., Watarai, M., Kondo, Y., Erdenebaatar, J., Makino, S-I., Shirahata, T.: "Isolation and characterization of mini-Tn5Km2 insertion mutants of Brucella abortus deficient in internalization and intracellular growth in HeLa cells"Infect.Immun.. 71. 3020-3027 (2003)
• [Publications] M.Watarai, S.Kim, J.Erdenebaatar, S-I.Makino, M.Horiuchi, et al.: "Cellular prion protein promotes Brucella infection into macrophages"J.Exp.Med.. 198. 5-17 (2003)
• [Publications] Cheun, H-I., Makino, S-I., Watarai, M., Erdenebaatar, J., Kawamoto, K., Uchida, I.: "Rapid and effective detection of anthrax spores in soil by PCR"J.Appl.Microbiol.. 95. 728-733 (2003)
• [Publications] Erdenebaatar, J., Bayarsaikhan, B., Watarai, M., Makino, S-I., Shirahata, T.: "Enzyme-linked immunosorbent assay to differentiate the antibody responses of animals infected with Brucella species from those of animals infected with Yersinia enterocolitica O9"Clin.Diagn.Lab.Immunol.. 10. 710-714 (2003)
• [Publications] H.Kurazono, M.Nakano, S.Yamamoto, O.Ogawa, K.Yuri, K.Nakata, et al.: "Distribution of the usp gene in uropathogenic Esherichia coli isolated from companion animals and correlation with serotypes and size-variations of the pathogenicity island"Microbiol.Immunol.. 47. 797-802 (2003)