Analysis of streptococcal translocation across epithelial barrier via paracellular route

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26462780
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 住友 倫子 大阪大学, 歯学研究科, 助教 (50423421)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川端 重忠 大阪大学, 歯学研究科, 教授 (50273694) ; 中田 匡宣 大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (90444497) ; 山口 雅也 大阪大学, 歯学研究科, 助教 (00714536)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: レンサ球菌 / 上皮バリア

Outline of Annual Research Achievements

ヒトを唯一の宿主とするA群レンサ球菌は，咽頭や皮膚を初発感染部位として，主に咽頭炎や膿痂疹などの局所性化膿性疾患を惹き起こす．タイトジャンクション (TJ) は隣接する上皮細胞間をシールし，外界からの異物の侵入を防御する物理バリアとして機能する．細胞間接着により多角形に縁取りされた上皮細胞の集合体である細胞シートには，2細胞間の接着部位以外に，3つの細胞の角が接するトリセルラーコンタクトが多数存在する．この領域はトリセルラーTJと呼ばれ，主な構成分子としてトリセルリンやLSRが同定されている．これまでに，A群レンサ球菌は菌体表層タンパク質であるstreptococcal surface enolase (SEN)のプラスミノーゲン (PLG) 結合能を利用して，トリセルラーTJから上皮バリアを突破することを明らかにした．
本年度は，SENとPLGの相互作用がPLGの動物種依存的であり，SENはヒトPLGと強く結合することを証明した．また，ヒト大腸粘膜上皮細胞 Caco-2をトランスウェルフィルターシステムで培養したin vitro上皮バリアモデルに，野生株とSEN変異株をアピカル部位から感染させ，細菌の下部チャンバーへの到達を上皮バリア通過能として評価した．その結果，A群レンサ球菌はヒトPLG存在下において，高い上皮バリア通過能を示した．さらに，A群レンサ球菌感染細胞におけるZO-1，トリセルリン，オクルディンやE-カドヘリンなどの細胞間接着分子の分解は，SEN変異により著しく抑制した．
以上の結果から，A群レンサ球菌は菌体表層タンパク質であるSENと宿主PLGの相互作用を介してトリセルラーTJに局在し，細胞間隙経路から上皮バリアを突破することが明らかになった．

Research Products

• [Journal Article] treptococcus pyogenes Endopeptidase O Contributes to Evasion from Complement-mediated Bacteriolysis via Binding to Human Complement Factor C1q (2017)
  • Author(s): Honda-Ogawa M., Sumitomo T., Mori Y., Hamd DT, Ogawa T., Yamaguchi M., Nakata M., Kawabata S.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 292 Pages: 4244-4254
  • DOI: 10.1074/jbc.M116.749275
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Streptococcus sanguinis induces neutrophil cell death by production of hydrogen peroxide. (2017)
  • Author(s): Sumioka, R., Nakata, M., Okahashi, N., Li, Y., Wada, S., Yamaguchi, M., Sumitomo, T., Hayashi, M., Kawabata, S.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 12 Pages: e0172223
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0172223
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Microbiological assessment of effects of clinical mouth rinses on common oral microbes. (2017)
  • Author(s): Ogawa, T., Ogawa-Honda, M., Ikebe, K., Kawabata, S., Maeda, Y.
  • Journal Title: Journal of Oral Science Volume: - Pages: -
  • DOI: -
• [Journal Article] Degradation of bradykinin by a metalloendopeptidase from Streptococcus pyogenes. (2016)
  • Author(s): Miyamoto, T., Akaike, T., Kawabata, S., Akuta, T., Taruki, C., Yoshitake, J., Hamada, S., Ota, F., Ikarashi, H., Yoshimura, K., Kamijo, R., Maeda, H.
  • Journal Title: Journal of Oral Biosciences Volume: 58 Pages: 167-172
  • DOI: 10.1016/j.job.2016.07.003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lysine and threonine biosynthesis from aspartate contributes to Staphylococcus aureus growth in calf serum. (2016)
  • Author(s): Oogai, Y., Yamaguchi, M., Kawada-Matsuo, M., Sumitomo, T., Kawabata, S., Komatsuzawa, H.
  • Journal Title: Applied and Environmental Microbiology Volume: 82 Pages: 6150-6157
  • DOI: 10.1128/AEM.01399-16
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evolutionary inactivation of a sialidase ingroup B Streptococcus. (2016)
  • Author(s): Yamaguchi, M., Hirose, Y., Nakata, M., Uchiyama, S., Yamaguchi, Y., Goto, K., Sumitomo, T., Lewis, A., Kawabata, S., Nizet, V.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 6 Pages: 28852
  • DOI: 10.1038/srep28852
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Streptococcus oralis induces lysosomal impairment of macrophages via bacterial hydrogen peroxide. (2016)
  • Author(s): Okahashi, N., Nakata, M., Kuwata, H., Kawabata, S.
  • Journal Title: Infection and Immunity Volume: 84 Pages: 2042-2050
  • DOI: 10.1128/IAI.00134-16
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of extracellular pH on Dental Pulp Cells in Vitro. (2016)
  • Author(s): Hirose, Y., Yamaguchi, M., Kawabata, S., Murakami, M., Nakashima, M., Gotoh, M., Yamamoto, T.
  • Journal Title: Journal of Endodontics Volume: 42 Pages: 735-741
  • DOI: 10.1016/j.joen.2016.01.019
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 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)
  • Author(s): 住友倫子，中田匡宣，山口雅也，川端重忠
  • Organizer: 第90回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2017-03-19 – 2017-03-21
• [Presentation] 肺炎球菌のメタロプロテアーゼZmpCは中枢系への菌の侵入を抑制する (2017)
  • Author(s): 山口雅也，広瀬雄二郎，明田幸宏，住友倫子，川端重忠
  • Organizer: 第90回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2017-03-19 – 2017-03-21
• [Presentation] 化膿レンサ球菌のendopeptidaseOと補体C1qの相互作用が病原性に及ぼす影響 (2017)
  • Author(s): 本多真理子，住友倫子，山口雅也，中田匡宣，川端重忠
  • Organizer: 第90回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2017-03-19 – 2017-03-21
• [Presentation] 肺炎球菌のCcs4は脳血管内皮細胞への侵入に寄与する病原因子である (2017)
  • Author(s): 広瀬雄二郎，山口雅也，後藤花奈，住友倫子，中田匡宣，川端重忠
  • Organizer: 第90回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2017-03-19 – 2017-03-21
• [Presentation] Streptococcus pyogenesによる皮膚病変の形成機構に関する解析 (2016)
  • Author(s): 毛利泰士、住友倫子、松岡悠美、本多真理子、山口雅也、寺尾豊、中田匡宣、川端重忠
  • Organizer: 第69回 日本細菌学会関西支部総会
  • Place of Presentation: 大阪市立大学 杉本キャンパス 田中記念館（大阪府大阪市）
  • Year and Date: 2016-11-19 – 2016-11-19
• [Presentation] M3型 化膿レンサ球菌が産生する線毛タンパク質 FctA3の結晶構造解析 (2016)
  • Author(s): 寒川 剛、武部 克希、中田 匡宣、川端 重忠、鈴木 守
  • Organizer: 日本結晶学会平成28年度年会
  • Place of Presentation: 茨城県立県民文化センター（茨城県水戸市）
  • Year and Date: 2016-11-17 – 2016-11-18
• [Presentation] 肺炎球菌が発現する形質転換誘導性タンパク質Ccs4の病原性への関与 (2016)
  • Author(s): 広瀬雄二郎、山口雅也、後藤花奈、住友倫子、中田匡宣、川端重忠
  • Organizer: 第4回 口腔微生物研究会
  • Place of Presentation: 丸駒温泉旅館（北海道千歳市）
  • Year and Date: 2016-08-26 – 2016-08-27
• [Presentation] 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)
  • Author(s): 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
  • Organizer: 第58回 歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2016-08-24 – 2016-08-26
• [Presentation] 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)
  • Author(s): 中田匡宣、住友倫子、山口雅也、川端重忠
  • Organizer: 第58回 歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2016-08-24 – 2016-08-26
• [Presentation] 肺炎球菌の菌体表層タンパクPfbAは宿主の自然免疫機構からの回避に寄与する (2016)
  • Author(s): 山口雅也、広瀬雄二郎、後藤花奈、住友倫子、中田匡宣、川端重忠
  • Organizer: 第58回 歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2016-08-24 – 2016-08-26
• [Presentation] C1qとの相互作用を介する化膿レンサ球菌の補体免疫回避機構 (2016)
  • Author(s): 小川真理子、住友倫子、毛利泰士、山口雅也、中田匡宣、川端重忠
  • Organizer: 第58回 歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2016-08-24 – 2016-08-26
• [Presentation] 形質転換誘導性タンパク質Ccs4がStreptococcus pneumoniae の病原性に与える影響 (2016)
  • Author(s): 広瀬雄二郎、山口雅也、後藤花奈、住友倫子、中田匡宣、川端重忠
  • Organizer: 第58回 歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2016-08-24 – 2016-08-26
• [Presentation] 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障害する (2016)
  • Author(s): 岡橋暢夫、中田匡宣、桑田啓貴、川端重忠
  • Organizer: 第58回 歯科基礎医学会学術大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2016-08-24 – 2016-08-26
• [Presentation] Streptococcus pyogenesが産生するendopeptidase OとC1qの結合による補体免疫回避機構 (2016)
  • Author(s): 本多真理子、住友倫子、毛利泰士、Dalia Hamd、山口雅也、中田匡宣、川端重忠
  • Organizer: 第48回 レンサ球菌研究会
  • Place of Presentation: 長崎大学（長崎県長崎市）
  • Year and Date: 2016-07-08 – 2016-07-09
• [Presentation] 分子進化解析を利用したB群レンサ球菌のシアル酸分解酵素が病原性に果たす役割の解明 (2016)
  • Author(s): 山口雅也、広瀬雄二郎、中田匡宣、後藤花奈、住友倫子、川端重忠
  • Organizer: 第63回 日本生化学会近畿支部例会
  • Place of Presentation: 神戸薬科大学（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2016-05-21 – 2016-05-21
• [Presentation] Involvement of Group A streptococcal endopeptidase O in evasion from complement-mediated bacteriolysis via binding to complement C1q (2016)
  • Author(s): Honda M, Sumitomo T, Mori Y, Yamaguchi M, Nakata M, and Kawabata S
  • Organizer: The 13th Korea-Japan International Symposium on Microbiology
  • Place of Presentation: The-K Hotel Gyeongju, Gyeongju city, Korea
  • Year and Date: 2016-05-12 – 2016-05-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] B群レンサ球菌におけるシアル酸分解酵素NonAの進化的な不活性化 (2016)
  • Author(s): 山口雅也、広瀬雄二郎、後藤花奈、住友倫子、川端重忠
  • Organizer: 第90回 日本感染症学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2016-04-15 – 2016-04-16
• [Book] Streptococcal Enolase and Immune Evasion, In Moonlighting proteins, Novel virulence factors in bacterial infections (2017)
  • Author(s): Yamaguchi M, Kawabata S
  • Total Pages: -
  • Publisher: Wiley Science
• [Remarks] 大阪大学大学院歯学研究科口腔細菌学教室ホームページ
  • URL: http://web.dent.osaka-u.ac.jp/~mcrbio/