Flagella and TLR5-mediated symbiosis and co-evolution between gut commensal bacteria and host

鞭毛和TLR5介导的肠道共生细菌与宿主之间的共生和共同进化

• 批准号: 22K20576
• 负责人: 鈴木 駿也
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20576/
• 关键词: べん毛; TLR5; 腸内細菌; 共生; 自然免疫; 腸管免疫

本研究では「腸内に共生する有べん毛細菌は、なぜ宿主免疫系に排除されないのか？」という問いに迫るために、ヒト腸内に共生する有べん毛細菌種がToll-like receptor 5 （TLR5）を介して炎症応答を誘導するのか、あるいは誘導しないのか、を徹底的に解明することを目的とした。本年度はべん毛関連遺伝子群をゲノム上に持ち、ヒト腸内常在菌として知られているLachnospiraceae科に属する細菌のべん毛が炎症応答を誘導するのかをin vitroで解析した。まず、菌株保存機関よりLachnospiraceae科の細菌を複数株入手し、運動性を顕微鏡にて観察した。運動性が確認できた菌株については超遠心分離によりべん毛を精製した。TLR5を介した炎症誘導作用を評価するため、ヒト腸管上皮細胞由来のCaco-2細胞を精製したべん毛タンパク質で刺激し、産生誘導されたIL-8をELISAにより定量した。その結果、試験した全てのべん毛タンパク質でIL-8の産生誘導が確認された。また、べん毛タンパク質によるIL-8の産生誘導能は菌株ごとに大きく異なった。続いて、べん毛タンパク質のTLR5による認識に関わるアミノ酸配列をアライメント解析したところ、べん毛タンパク質ごとに当該配列に違いがみられた。この結果から、IL-8の産生誘導能の差異はTLR5認識配列の違いに起因する可能性が示唆された。今後はin vivoにおいて各菌株が炎症応答を誘導するのかを解析していく予定である。

在这项研究中，为了回答“为什么人类肠道中共存的鞭毛细菌不会被宿主免疫系统消灭？”这一问题，本研究的目的是彻底阐明炎症反应是否是通过TLR5诱导的。 TLR5）。今年，我们在体外分析了毛螺菌科细菌的鞭毛是否会诱导炎症反应，这些细菌的基因组中含有鞭毛相关基因，并且已知存在于人类肠道中。首先，我们从菌株保藏机构获得了多株毛螺菌科细菌，并用显微镜观察了它们的运动情况。对于被证实具有能动性的菌株，通过超速离心纯化鞭毛。为了评估 TLR5 介导的炎症诱导作用，用纯化的鞭毛蛋白刺激源自人肠上皮细胞的 Caco-2 细胞，并通过 ELISA 定量诱导产生的 IL-8。结果，所有测试的鞭毛蛋白都证实了 IL-8 产生的诱导。此外，鞭毛蛋白诱导 IL-8 产生的能力在菌株之间存在很大差异。接下来，对 TLR5 识别鞭毛蛋白所涉及的氨基酸序列进行比对分析，揭示了每种鞭毛蛋白序列的差异。该结果表明，诱导IL-8产生的能力的差异可能是由于TLR5识别序列的差异所致。未来，我们计划分析每种菌株是否会在体内诱导炎症反应。

项目成果

Immunogenic Modification of Ligilactobacillus agilis by Specific Amino Acid Substitution of Flagellin

通过鞭毛蛋白的特异性氨基酸取代对敏捷乳杆菌进行免疫原性修饰

• DOI: 10.1128/aem.01277-22
• 发表时间: 2022
• 期刊: Applied and Environmental Microbiology
• 影响因子: 4.4
• 作者: Akinobu Kajikawa;Naoto Eguchi;and Shunya Suzuki
• 通讯作者: and Shunya Suzuki