腸管病原細菌による宿主生体防御クロストーク抑制機構の解明

生体は病原細菌の感染に対し、炎症や細胞死等の自然免疫応答を誘導することで感染を阻止する。これに対し、腸管病原菌はIII型分泌装置を通じて複数のエフェクターを宿主細胞内に分泌し、自然免疫応答を抑制する。興味深いことに、宿主側も病原細菌の自然免疫抑制を感知し、別の生体防御機構をバックアップとして発動させる「生体防御クロストーク」を有している。しかし、生体防御クロストークに関する知見は乏しく、それに対抗する病原細菌の生存戦略も未解明である。そこで本研究では、腸管病原菌感染における宿主生体防御クロストーク発動機構とそれに対抗する病原細菌の感染戦略を解明する。本年度は、腸管病原性大腸菌（EPEC）感染における解析を行った。はじめにHeLa細胞に各種エフェクター遺伝子欠損株を感染させ、細胞死制御に関与するエフェクターを探索した。この結果、複数のエフェクター遺伝子欠損株感染で細胞死の上昇が確認された。このうち、エフェクターF遺伝子欠損株に注目し、細胞死の分類を試みたところ、エフェクターFはCaspase-4依存的なpyroptosisを抑制していることが明らかとなった。興味深いことに、エフェクターF遺伝子欠損株感染による細胞死の上昇はcaspase阻害剤処理で抑制される一方、necroptosis阻害剤処理では促進されていた。EPECはnecroptosisを阻害するエフェクターEspLを分泌する。そこで、EspLエフェクター遺伝子とエフェクターF遺伝子の二重欠損株を作製したところ、エフェクターF遺伝子欠損株感染で認められたpyroptosisの誘導は消失していた。すなわち、EPEC感染において、EspLによるnecroptosis阻害は別の細胞死pyroptosisを誘導する引き金となるが、EPECはエフェクターFを分泌することでpyroptosisを抑制していることが示唆された。

生体は病原細菌の感染に対し、炎症や細胞死等の自然免疫応答を誘導することで感染を阻止する。これに対し、腸管病原菌はIII型分泌装置を通じて複数のエフェクターを宿主細胞内に分泌し、自然免疫応答を抑制する。興味深いことに、宿主側も病原細菌の自然免疫抑制を感知し、別の生体防御機構をバックアップとして発動させる「生体防御クロストーク」を有している。しかし、生体防御クロストークに関する知見は乏しく、それに対抗する病原細菌の生存戦略も未解明である。そこで本研究では、腸管病原菌感染における宿主生体防御クロストーク発動機構とそれに対抗する病原細菌の感染戦略を解明する。本年度は、腸管病原性大腸菌（EPEC）感染における解析を行った。はじめにHeLa細胞に各種エフェクター遺伝子欠損株を感染させ、細胞死制御に関与するエフェクターを探索した。この結果、複数のエフェクター遺伝子欠損株感染で細胞死の上昇が確認された。このうち、エフェクターF遺伝子欠損株に注目し、細胞死の分類を試みたところ、エフェクターFはCaspase-4依存的なpyroptosisを抑制していることが明らかとなった。興味深いことに、エフェクターF遺伝子欠損株感染による細胞死の上昇はcaspase阻害剤処理で抑制される一方、necroptosis阻害剤処理では促進されていた。EPECはnecroptosisを阻害するエフェクターEspLを分泌する。そこで、EspLエフェクター遺伝子とエフェクターF遺伝子の二重欠損株を作製したところ、エフェクターF遺伝子欠損株感染で認められたpyroptosisの誘導は消失していた。すなわち、EPEC感染において、EspLによるnecroptosis阻害は別の細胞死pyroptosisを誘導する引き金となるが、EPECはエフェクターFを分泌することでpyroptosisを抑制していることが示唆された。