計画研究年度腸管出血性大腸菌を中心とした腸管感染菌の病原性ゲノム基盤の解明と臨床応用林哲也 1) 小椋義俊 1) 大岡唯祐 2) 1) 宮崎大学フロンティア科学実験総合センター戸邉亨 3) 2) 宮崎大学医学部飯田哲也 4) 桑原知巳 5) 3) 大阪大学

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まれあきちや
4 years ago
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1 計画研究年度腸管出血性大腸菌を中心とした腸管感染菌の病原性ゲノム基盤の解明と臨床応用林哲也 1) 小椋義俊 1) 大岡唯祐 2) 1) 宮崎大学フロンティア科学実験総合センター戸邉亨 3) 2) 宮崎大学医学部飯田哲也 4) 桑原知巳 5) 3) 大阪大学大学院医学系研究科 4) 大阪大学微生物病研究所平成年度 5) 徳島大学大学院ヘルスバイオサイエンス部平成年度研究の目的と進め方はマイクロアレイを用いて環境分離株と患者由来株のゲノム比種々の細菌感染症の中でも腸管出血性大腸菌 EHEC 感染較解析を行う症は我が国を含む先進諸国で最も問題となっている腸管感染症である EHEC は O157 EHEC と non-o157 EHEC に大別される研究期間の成果が前者の方が分離頻度も高くゲノム配列が決定されたことも O157 EHECの解析あって EHEC 研究は O157 を中心に進んできたしかし non- １ゲノム多様性解析 WGPS マイクロアレイ菌株特異 O157 EHEC の分離頻度も増加しておりこれらの EHEC 対する的なゲノム領域の配列決定等により 8 株の臨床分離株の O57 堺対応も必要になっている本研究ではこれまで我々が進めてき株との詳細なゲノム比較解析を行いサイズの大きな多型領域はた O157 堺株の全ゲノム情報に基づいた O157 の病原性とゲノムプロファージの変化によって生じていることまたサイズの小さと IS の転移等に多様性の解明を更に推進するとともに O26 O111 O103 な多型領域 (SSSP) は２種類の IS IS EHEC を新たな解析対象とし EHEC の病原性メカニズムゲノよるゲノム変化によって生じていることを明らかにした SSSP ム多様性病原性発現調節機構の解明に取り組むまた他の病の網羅的な構造解析からファージなどの可動遺伝因子の不動原性大腸菌腸管病原性大腸菌 EPEC などとのゲノム比較化という IS のゲノム進化における新しい役割を提唱するととを行い EHEC の病原性の特性を浮き彫りにするさらに腸管もに細菌では稀とされていた IS の simple excision が O157 な常在細菌の解析と EHEC と常在菌の相互作用の解析を行う特どの EHEC では高率に生じることを見出した未発表データでに本特定領域研究の後半２年間は腸管常在細菌の解析に重点あるがこの現象 IS excision に関わる新規遺伝子を同定したを置いて研究を進めヒト腸管常在細菌叢の実体を明らかにするまたゲノム多様性解析の結果に基づいて O157 EHEC の迅速とともに EHEC の増殖や病原性発現に対する常在菌の作用を明菌株識別システムを開発し特許出願を行うとともに TOYOBO らかにするこれらの研究成果を基に EHEC の新しい診断サー株と共同でキット化し O157 IS-typing kit として発売を開ベイランス治療予防法の開発を目指するなお腸管常在細始した本キットは既に全国の地方衛生研究所等で使用がされ菌解析をより効率的に遂行するため 20 年度より班構成を一部ているさらに O157 堺株のゲノム上に多数存在するプロファー変更した阪大飯田に代わり徳島大桑原が加わったジの網羅的な構造機能解析から一見 defective と思われるプロファージの多くが染色体からの切除複製パッケージング他菌株への transduction などの多彩な活性を有することを見出研究開始時の研究計画１ EHEC のゲノム多様性解析 O157 堺株の全ゲノム情報とそれに基づく全ゲノム PCR スキャンニング WGPS とマイクし prophage community 内での prophage 間相互作用による欠陥プロファージの活性化という新しい概念を提唱したロアレイを用いたゲノム解析系は確立できているためこれらの２病原因子の機能解析 O157 ゲノム情報を基に T3SS エフェ手法と菌株特異的なゲノム領域の配列決定により O157 堺株をクター蛋白質の網羅的な検索を行い新たに 30 種類のエフェク基準とした O157 EHEC および non-o157 EHEC の大規模ゲノムターを同定したこのうち 19 種類については宿主細胞内への多様性解析を行うまたその結果に基づいて O157 EHEC の移行と局在を確認したまた T3SS のコアコンポーネントをコー迅速菌株識別システムを開発するさらに O26 O111 O103 ドする LEE 領域以外に存在するエフェクター Non-LEE エフェの全ゲノム解読を行うクター遺伝子はラムダ様ファージにより持ち込まれたことが明２ EHEC の病原遺伝子システムの解析腸管への付着と下らかになった偽遺伝子化したエフェクター遺伝子も数多く見い痢発症に中心的な役割を果たす III 型分泌系 T3SS の解明に重だされ T3SS の確立に至る過程では多くの取捨選択が行なわ点を置き T3SS によって宿主細胞に注入されるエフェクター蛋れたことが示唆された一方新規エフェクターの機能解析では白質を情報学的手法とプロテオーム解析等により網羅的に同定 EHEC や EPEC で高度に保存されている NleH, EspL2 などの機する能を明らかにした NleH は感染細胞での炎症応答を修飾するエ３ EHEC の病原性発現調節機構の解析 T3SS の発現調節機フェクターの 1 つであり EHEC の感染により抑制される応答を構に重点を置くマイクロアレイと種々の遺伝子破壊株や強制発ある程度上昇させ応答レベルを調節する EspL2 は宿主細胞の現株を用いて腸管内模擬環境での遺伝子発現解析を行い腸管 annexin 2 と直接相互作用してその F アクチン凝集活性を亢内環境シグナルによる病原遺伝子群の発現調節機構の解明を試み進するとともに細胞膜の形態変化を誘導し細胞上での密集したる集落形成に寄与するさらに Intimin-Tir を介した細胞への付着４腸管常在細菌の解析基盤ゲノム服部研究班らと共同で腸内細菌叢とその構成菌種のゲノム解析を行うとは独立に EspL2 は細胞表面に仮足条突起の形成を誘導して付着を促進することも明らかにしたまた TccP/TccP2 エフェク５ EPEC と腸炎ビブリオの解析 T3SS の比較解析に重点を置きエフェクター蛋白質の網羅的な同定生体内環境シグナルによる発現制御機構の解析等を行う腸炎ビブリオに関してターの機能及びその分布の解析からアクチン重合を誘導する新たなパスウェイを見出した３病原性発現調節機構の解析 ① 緊縮制御による発現調節 138

2 non-o157 EHEC のゲノム解析他の病原性大腸菌の解析 139

3 腸炎ビブリオの解析腸内常在菌及び常在菌叢の解析 (1) 健常日本人 13 名のメタゲノム解析 (2) 腸内常在菌の個別ゲノム解析 (3) バクテロイデスの解析 (4) 腸内難培養菌 SFB のゲノム解析 < 国内外での成果の位置づけ> 140

4 < 達成できなかったこと予想外の困難その理由 > < 今後の課題展望 > < 研究期間の全成果公表リスト> 141

5 142

6 143

7 144

博士学位論文審査報告書

博士学位論文審査報告書 5 氏名満仲翔一学位の種類博士 ( 理学 ) 報告番号甲第 465 号学位授与年月日 2017 年 9 月 19 日学位授与の要件学位規則 ( 昭和 28 年 4 月 1 日文部省令第 9 号 ) 第 4 条第 1 項該当学位論文題目腸管出血性大腸菌 O157:H7 Sakai 株に存在する Stx2 ファージにコードされた Small Regulatory RNA SesR