分裂のON/OFFの可視化で明らかにする休眠結核菌の再活性化機構

通过ON/OFF划分的可视化揭示休眠结核分枝杆菌的重新激活机制

• 批准号: 21K15442
• 负责人: 森重 雄太
• 金额: $ 3万
• 依托单位: 公益財団法人結核予防会 結核研究所
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K15442/
• 关键词: VBNC; 結核; Mitoxantrone; 潜在性結核感染症; 休眠状態; 再活性化; Ser/Thrキナーゼ; 増殖能可視化; 結核菌; プロテインキナーゼ; 光変換タンパク質

結核の根絶を困難にしている重要な要因の一つに「潜在性結核感染症(LTBI)」という、休眠状態にある結核菌の潜在感染状態と考えられる病態が挙げられる。LTBIでは、結核菌は宿主内で休眠していると考えられる。これと密接に関わる現象として、 細菌では一般的な休眠現象の一つであるVBNC(Viable But Non-Culturable)が挙げられる。VBNCとは、外的ストレス等の要因により増殖を止めた細菌が、いわば「鳴りを潜めている」状態であり、適切な再活性化刺激によって増殖を再開する。申請者はこれまでに、細胞内寄生菌であるサルモネラ属菌と結核菌において、再活性化刺激に応答して増殖を再開するVBNC菌と、それに応答しないVBNC菌の存在を示唆する知見を得ているが、応答性の差異を解析するには何らかの手法で両者を識別・分離する必要があるが、そのような試みは結核菌においてはほとんど報告が無い。また、再増殖をコントロールする因子も特定されていない。本年度は、抗酸菌の伸長の際に細胞末端部に局在して伸長複合体を形成するタンパク質の1 つであるWag31に、光変換タンパク質Dendra2を連結したWag31-Dendra2発現M. bovis BCG Tokyo株のVBNC移行・再活性化実験系を検討・構築した。並行して、結核菌H37Rv株において、電子伝達系阻害薬による迅速かつ簡便なVBNC移行系およびウシ血清アルブミン刺激による再活性化実験系とドッキングシミュレーションによる再活性化阻害因子の探索を行った。結果、結核菌Ser/ThrキナーゼPkn阻害薬が、VBNC結核菌の再活性化を強く抑制することが示された。さらに、結核菌Pkn阻害活性を有することが知られている抗悪性腫瘍薬Mitoxantroneが、VBNC結核菌に対して殺菌的に作用することが示された。

TB eradication is difficult because of an important factor: latent TB infection (LTBI), dormant state, latent TB infection, pathological state. LTBI is dormant in the host. The phenomenon of close contact and bacteria dormancy is a common phenomenon. VBNC(Viable But Non-Culturable) is a common phenomenon. VBNC is the key factor for the growth of bacteria and the reactivation of bacteria. The applicant shall, in response to the challenge of reactivation of the intracellular parasite, re-establish the VBNC bacteria, re-activate the VBNC bacteria, re-activate the VBNC bacteria, re-establish the VBNC bacteria, re-establish the VBNC bacteria The reproduction process is very complicated. This year, the terminal part of the cell during the elongation of acid-resistant bacteria is located in the middle of the elongation complex. The Wag 31-Dendra2 link is discovered. Bovis BCG Tokyo's VBNC migration and reactivation system was discussed and constructed. In parallel, the rapid and simple development of reactivation inhibitors in the presence of Mycobacterium tuberculosis H37Rv strain and its serum breakdown stimulation was studied. The results showed that Ser/Thr inhibition of Pkn and reactivation of VBNC were strongly inhibited. In addition, the Pkn inhibitory activity of Mycobacterium tuberculosis has been shown to be effective against the anti-tumor agent Mitoxantrone and VBNC.

项目成果

VBNC結核菌の再活性化に対するアルブミンおよび抗酸化物質の影響

白蛋白和抗氧化剂对VBNC结核分枝杆菌再激活的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuta Morishige;Yoshiro Murase;Kinuyo Chikamatsu;Hiroyuki Yamada;Akio Aono;Yuriko Igarashi;Yoshiko Shimomura;Makiko Hosoya;Akiko Takaki;Satoshi Mitarai;森重雄太,村瀬良朗,下村佳子,細谷真紀子,青野昭男,近松絹代,五十嵐ゆり子,山田博之,髙木明子,御手洗聡;森重雄太,村瀬良朗,近松絹代,青野昭男,五十嵐ゆり子,大薄麻未,鎌田啓佑,山田博之,髙木明子,御手洗聡;森重雄太,村瀬良朗,大薄麻未,下村佳子,細谷真紀子,近松絹代,青野昭男,五十嵐ゆり子,鎌田啓佑,山田博之,髙木明子,御手洗聡
• 通讯作者: 森重雄太,村瀬良朗,大薄麻未,下村佳子,細谷真紀子,近松絹代,青野昭男,五十嵐ゆり子,鎌田啓佑,山田博之,髙木明子,御手洗聡

Reactivation effects of albumin and antioxidative agents to viable but non-culturable Mycobacterium tuberculosis - a wake-up call for tubercle bacilli-

白蛋白和抗氧化剂对活的但不可培养的结核分枝杆菌的再激活作用——为结核杆菌敲响警钟——

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuta Morishige;Yoshiro Murase;Kinuyo Chikamatsu;Hiroyuki Yamada;Akio Aono;Yuriko Igarashi;Yoshiko Shimomura;Makiko Hosoya;Akiko Takaki;Satoshi Mitarai
• 通讯作者: Satoshi Mitarai

VBNC(viable but non-culturable)結核菌のアルブミンによる再活性化機構の解析

白蛋白诱导VBNC（活但不可培养）结核分枝杆菌再激活机制分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuta Morishige;Yoshiro Murase;Kinuyo Chikamatsu;Hiroyuki Yamada;Akio Aono;Yuriko Igarashi;Yoshiko Shimomura;Makiko Hosoya;Akiko Takaki;Satoshi Mitarai;森重雄太,村瀬良朗,下村佳子,細谷真紀子,青野昭男,近松絹代,五十嵐ゆり子,山田博之,髙木明子,御手洗聡
• 通讯作者: 森重雄太,村瀬良朗,下村佳子,細谷真紀子,青野昭男,近松絹代,五十嵐ゆり子,山田博之,髙木明子,御手洗聡

VBNC状態の結核菌の代謝活性イメージング

VBNC状态下结核分枝杆菌的代谢活性成像

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuta Morishige;Yoshiro Murase;Kinuyo Chikamatsu;Hiroyuki Yamada;Akio Aono;Yuriko Igarashi;Yoshiko Shimomura;Makiko Hosoya;Akiko Takaki;Satoshi Mitarai;森重雄太,村瀬良朗,下村佳子,細谷真紀子,青野昭男,近松絹代,五十嵐ゆり子,山田博之,髙木明子,御手洗聡;森重雄太,村瀬良朗,近松絹代,青野昭男,五十嵐ゆり子,大薄麻未,鎌田啓佑,山田博之,髙木明子,御手洗聡;森重雄太,村瀬良朗,大薄麻未,下村佳子,細谷真紀子,近松絹代,青野昭男,五十嵐ゆり子,鎌田啓佑,山田博之,髙木明子,御手洗聡;森重雄太,村瀬 良朗,大薄 麻未,下村 佳子,細谷 真紀子,五十嵐 ゆり子,近松 絹代,青野 昭男,山田 博之,高木 明子,御手洗 聡]
• 通讯作者: 森重雄太,村瀬 良朗,大薄 麻未,下村 佳子,細谷 真紀子,五十嵐 ゆり子,近松 絹代,青野 昭男,山田 博之,高木 明子,御手洗 聡]

Bovine serum albumin as a resuscitation promoting factor for viable but non-culturable <i>Mycobacterium tuberculosis</i> via the activation of protein kinase A-dependent cellular processes

牛血清白蛋白通过激活蛋白激酶 A 依赖性细胞过程作为活的但不可培养的结核分枝杆菌的复苏促进因子

• DOI: 10.1101/2021.11.22.468319
• 发表时间: 2021
• 期刊: bioRxiv
• 作者: Morishige Yuta;Murase Yoshiro;Chikamatsu Kinuyo;Aono Akio;Igarashi Yuriko;Shimomura Yoshiko;Hosoya Makiko;Kamada Keisuke;Yamada Hiroyuki;Takaki Akiko;Mitarai Satoshi
• 通讯作者: Mitarai Satoshi