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

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。

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。