自然宿主モデルを用いた細菌感染の感受性と特異性に関与する因子の探索

使用自然宿主模型探索细菌感染的易感性和特异性相关因素

基本信息

批准号：
21H02360
负责人：
度会雅久
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

細胞内寄生菌は増殖するステージと共生(休眠)するステージがあることが知られている。宿主内における増殖と共生の双方に関与する因子の同定は、宿主の感受性の差異を解明する手がかりとなる。本研究では自然宿主感染モデルを用いて、共生と感染の間で機能する新規因子群を探索する。細胞内寄生菌の代表として野兎病菌およびノビシダ菌、レジオネラを用い、終宿主感染モデルとしてのマクロファージと自然宿主モデルとして原生生物のゾウリムシを用いて検討を行なった。ゾウリムシはレジオネラや野兔病菌の自然宿主になり得る。しかし、全てのゾウリムシが自然宿主として機能するのではなく、その適合性は種や株に依存することが報告されている。ゾウリムシは接合型やシンジェンなどの差異によって多くの種や株が存在するが、形態学的にこれを分別することは困難である。そこで、random amplified polymorphic DNA (RAPD)法を応用した遺伝学的手法により、ゾウリムシを簡便に分類・同定する手法の構築を試みた。その結果、RAPD法の結果を元に構築したmultiplex PCRを併用することで、複数の株を特異的に識別することが可能となった。今後は病原細菌の自然宿主となり得るゾウリムシ株を同定・検出する技術に発展させていく予定である。野兎病菌は宿主免疫を抑制することが知られているが、そのメカニズムは不明である。宿主免疫抑制に関与する菌側因子を同定するために、ノビシダ菌を用いて、トランスポゾンによるランダム挿入変異体ライブラリーを作成し、U937細胞感染時における免疫抑制効果に与える影響を解析した。その結果、免疫抑制因子としてノビシダ菌のジヒドロオロターゼをコードするpyrC遺伝子の欠損株は宿主免疫抑制機能が低下することが示された。詳細な機能解析により、宿主免疫抑制機構の一端を明らかにすることができると考えられた。

已知细胞内寄生细菌有两个阶段：增殖阶段和共生（休眠）阶段。鉴定参与宿主内增殖和共生的因素将有助于阐明宿主易感性的差异。在这项研究中，我们使用自然宿主感染模型来探索在共生和感染之间发挥作用的新因素。我们使用 F. tularensis、F. novicida 和 Legionella 作为代表性的细胞内寄生细菌，巨噬细胞作为最终宿主感染模型，原生生物草履虫作为自然宿主模型。草履虫可以是军团菌和土拉履虫的天然宿主。然而，据报道，并非所有草履虫物种都是天然宿主，其适宜性取决于物种和菌株。由于交配类型和同源性的差异，草履虫有许多种和品系，但在形态上很难区分。因此，我们尝试构建一种使用随机扩增多态性DNA（RAPD）方法的遗传方法来轻松分类和识别草履虫的方法。结果，通过使用基于RAPD方法的结果构建的多重PCR，可以特异性地鉴定多个菌株。未来，我们计划开发技术来识别和检测可作为病原菌天然宿主的草履虫菌株。已知土拉弗朗西斯菌可抑制宿主免疫，但其机制尚不清楚。为了鉴定参与宿主免疫抑制的细菌因素，我们使用M. novicida创建了基于转座子的随机插入突变体库，并分析了其对U937细胞感染后免疫抑制效果的影响。结果表明，缺乏pyrC基因（编码M. novicida的二氢乳清酸酶作为免疫抑制因子）的菌株具有降低的宿主免疫抑制功能。人们认为详细的功能分析将揭示宿主免疫抑制机制的一部分。

项目成果

期刊论文数量（21）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Francisella novicida can utilize Paramecium bursaria as its potential host

新杀弗朗西斯菌可以利用草履虫作为其潜在宿主

DOI：
10.1111/1758-2229.13029
发表时间：
2021
期刊：
Environmental Microbiology Reports
影响因子：
3.3
作者：
Watanabe Kenta;Motonaga Akane;Tachibana Masato;Shimizu Takashi;Watarai Masahisa
通讯作者：
Watarai Masahisa

Comparative Analysis Between Paramecium Strains with Different Syngens Using the RAPD Method