腸内共生細菌のべん毛が宿主免疫系の炎症誘導を免れる理由の分子レベルでの解明

从分子水平阐明肠道共生菌鞭毛为何能逃避宿主免疫系统诱导的炎症

基本信息

批准号：
21K05369
负责人：
梶川揚申
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

Ligilactobacillus agilisのべん毛タンパク質（フラジェリン）について、初年度は大腸菌に導入した組換えタンパク質を中心に検討を行い、仮説通り特定の３か所のアミノ酸変異が免疫学的活性に深く関わることが確認された。この結果を受け、これらのアミノ酸残基を置換した組換えL. agilisの作製に取り組んだ。あらかじめフラジェリン遺伝子（fliC2およびfliC1）を欠失した変異株にアミノ酸置換型フラジェリン遺伝子（fliC2QIR）を再導入することで組換え体を取得したが、この変異株はべん毛を形成せず、運動性を示さなかった。この組換え体にもう１コピーの野生型フラジェリン遺伝子（fliC1）を追加導入したところ、運動性を示した。べん毛を精製し、解析を行ったところ、当該組換え体はfliC2QIRとfliC1のヘテロポリマーであることが示唆された。この組換え体はTLR5を介した炎症誘導能が野生株よりも高いことが細胞実験により示された。また、マウスへの経口投与の結果、野生株を投与した場合と比較し、組換え体を投与した群では有意にべん毛特異的抗体産生誘導が促進されていた。これらの結果は、変異型フラジェリンの産生により当該組換え体の免疫原性が高くなっていることを示していた。また、この結果は本研究課題の「L. agilisはTLR5に認識されにくいフラジェリンを持っており、それが宿主との共生関係を築くうえで重要である」という仮説を支持するものであった。L. agilisのフラジェリンは多重に糖鎖修飾を受けているが、この点についても宿主免疫系との相互作用に関わる可能性が考えられている。そこで、フラジェリン遺伝子周辺の推定糖転移酵素遺伝子について、それぞれ欠損変異株の取得を試みた。今後、これらの変異株を用いてフラジェリン糖鎖修飾への影響を調べる予定である。

关于敏捷乳杆菌的鞭毛蛋白（flagellin），第一年我们主要研究了导入大肠杆菌的重组蛋白，并根据假设，证实了三个特定氨基酸突变与免疫活性密切相关。基于这一结果，我们致力于创建替换了这些氨基酸残基的重组 L. agilis。通过将氨基酸取代的鞭毛蛋白基因（fliC2QIR）重新导入到先前删除了鞭毛蛋白基因（fliC2和fliC1）的突变菌株中获得了重组体，但是该突变菌株没有形成鞭毛并且没有显示出运动性。。当将一个额外的野生型鞭毛蛋白基因 (fliC1) 引入该重组体时，它表现出运动性。鞭毛的纯化和分析表明重组体是fliC2QIR和fliC1的杂聚物。细胞实验表明，该重组菌株比野生菌株具有更高的诱导TLR5介导的炎症的能力。此外，通过对小鼠口服施用，与施用野生株时相比，在施用重组体的组中显着促进了鞭毛特异性抗体产生的诱导。这些结果表明突变鞭毛蛋白的产生增加了重组体的免疫原性。这一结果也支持了本研究的假设，即“L. agilis具有TLR5难以识别的鞭毛蛋白，这对于与宿主建立共生关系很重要。”敏捷乳杆菌的鞭毛蛋白受到多重糖基化，人们认为这也可能参与与宿主免疫系统的相互作用。因此，我们试图获得鞭毛蛋白基因周围每个假定的糖基转移酶基因的缺失突变体。未来，我们计划利用这些突变菌株来研究对鞭毛蛋白糖基化的影响。