Understanding and control of quorum sensing of intestinal clostridia toward disease prevention and health promotion

了解和控制肠道梭菌群体感应以预防疾病和促进健康

• 批准号: 16F16101
• 负责人: 中山 二郎
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16F16101/
• 关键词: クオラムセンシング; クロストリジア綱細菌; ウェルシュ菌; 酪酸菌; ペプチド

ヒト腸内フローラの中核を占めるクロストリジア綱細菌群には、善玉菌から悪玉菌そして病原菌も含まれ多種多様である。これまでの申請者らの研究および細菌ゲノム配列データから、このクロストリジアの多くが、種特異的な環状ペプチドシグナル（AIP）を用いて同種菌間でコミュニケーションを行い、遺伝子の発現を特異的にコントロールし（クオラムセンシング）、また、時には他種細菌のクオラムセンシングを干渉（クオラムクエンチング）していることが示唆されている。本年度は、プロバイオティクスとして知られる酪酸菌（Clostridium butyricum)のQSについて、AIPで誘導される遺伝子をRNAseq法により解析した。また、酪酸菌とウェルシュ菌(Clostridium perfringens)および酪酸菌とディフィシル菌(Clostridium difficile)間のクオラムセンシングのクロストークを調べた。その結果、酪酸菌のAIPがウェルシュ菌やディフィシル菌のクオラムセンシングを阻害することを見出した。以上の結果から、腸内細菌叢の中核を形成するクロストリジア綱細菌群は自身の遺伝子発現を制御するクオラムセンシングを有し、フェノタイプを積極的に細胞密度依存的に制御する機構を持ち合わせているのに加えて、異種細菌間のコミュニケーションも自身のクオラムセンシングを用いて行っているという可能性が示唆された。そして、これらの制御機構に人為的に巧みに介入することで、病原菌の病原性発現の阻止や、善玉菌の定着と増殖をより活性化させることも可能であると示唆された。例えば、酪酸菌プロバイオティクス株を経口摂取したり、あるいは酪酸菌の増殖させるためのプレバイオティクスを摂取したりすることで、クロストリジウム属感染症を予防したり、あるいは治療したりすることができると期待される。

ヒ ト intestinal フ ロ ー ラ の in nuclear を of め る ク ロ ス ト リ ジ ア outline bacteria group of に は, good jade bacteria か ら 悪 jade bacteria そ し て pathogen も containing ま れ many many others で あ る. こ れ ま で の applicants ら の research お よ び bacteria ゲ ノ ム match column デ ー タ か ら, こ の ク ロ ス ト リ ジ ア の more く が, species specific な annular ペ プ チ ド シ グ ナ ル (AIP) を い て same bacteria between で コ ミ ュ ニ ケ ー シ ョ ン を line い, but 伝 の 発 now を specific に コ ン ト ロ ー ル し (ク オ ラ ム セ ン シ ン グ), ま た, when に は He bacteria の ク オ ラ ム セ ン シ ン グ を dry involved (ク オ ラ ム ク エ ン チ ン グ) し て い る こ と が in stopping さ れ て い る. This year は, プ ロ バ イ オ テ ィ ク ス と し て know ら れ る butyric acid bacteria (Clostridium butyricum) の QS に つ い て, AIP で induced さ れ る heritage 伝 son を RNAseq method に よ り parsing し た. ま た, butyric acid bacteria と ウ ェ ル シ ュ bacteria (Clostridium perfringens) お よ び butyric acid bacteria と デ ィ フ ィ シ ル bacteria (Clostridium difficile) between の ク オ ラ ム セ ン シ ン グ の ク ロ ス ト ー ク を adjustable べ た. そ の results, butyric acid bacteria の AIP が ウ ェ ル シ ュ bacteria や デ ィ フ ィ シ ル bacteria の ク オ ラ ム セ ン シ ン グ を resistance against す る こ と を shows し た. の above results か ら, intestinal bacterial flora の nuclear を forming す る ク ロ ス ト リ ジ ア outline bacteria group of は itself の heritage 伝 son 発 now を suppression す る ク オ ラ ム セ ン シ ン グ を し, フ ェ ノ タ イ プ を positive に cell density dependent に suppression す る institutions を hold ち close わ せ て い る の に plus え て, heterogeneous bacteria の コ ミ ュ ニ ケ ー シ ョ ン も itself の ク オ ラ ム セ ン シ ン グ を with い て line っ て い る と い が う possibility in stopping さ れ た. そ し て, こ れ ら の system of the royal institution に man-made に qiao み に intervention す る こ と で, の pathogen pathogenicity 発 の now stop や, good jade bacteria の fixed on と raised colonization を よ り activeness さ せ る こ と も may で あ る と in stopping さ れ た. Example え ば, butyric acid bacteria プ ロ バ イ オ テ ィ ク ス strains を 経 mouth, take し た り, あ る い は の raised butyric acid bacteria colonization さ せ る た め の プ レ バ イ オ テ ィ ク ス を, take し た り す る こ と で, ク ロ ス ト リ ジ ウ ム belong to adapting just-in-time inventory を to prevent し た り, あ る い は treatment し た り す る こ と が で き る と expect さ れ る.

项目成果

Clostridium perfringensの毒素産生制御に関わる内在性クラムクエンチングの解析

产气荚膜梭菌毒素产生调节中涉及的内源面包屑猝灭分析

• 发表时间: 2017
• 作者: 安達桂香;Ravindra Pal Singh;園元謙二;中山二郎
• 通讯作者: 中山二郎

Clostridium perfringensの内在性クオラムクエンチングー代謝同調的pH低下によるクオラムセンシング機構の抑制ー

产气荚膜梭菌的内源群体淬灭：代谢同步 pH 值降低抑制群体感应机制

• 发表时间: 2017
• 作者: 安達桂香;神川美樹;Ravindra Pal Singh;大谷郁;園元謙二;中山二郎
• 通讯作者: 中山二郎

Clostridium perfringensの代謝同調的な内在性クオラムクエンチング機構の実態解明

产气荚膜梭菌代谢同步内源群体猝灭机制的阐明

• 发表时间: 2017
• 作者: 安達桂香;Ravindra Pal Singh;大谷郁;園元謙二;中山二郎
• 通讯作者: 中山二郎

Clostridiales目細菌ゲノムにコードされる agr 様クオ ラムセンシング系自己誘導ペプチドのLC-MS/MS検出系の確立

梭状芽胞杆菌基因组编码的类agr群体感应系统自诱导肽LC-MS/MS检测系统的建立

• 发表时间: 2017
• 作者: 金澤美秋;田中尚志;松嶋夢叶;高橋康弘;中山二郎， 神川美樹， 安達桂香， 大久保謙一， 大谷郁，岡健太郎，園元謙二
• 通讯作者: 中山二郎， 神川美樹， 安達桂香， 大久保謙一， 大谷郁，岡健太郎，園元謙二

Metabolic-linked pH-drop quenches VirSR quorum sensing in Clostridium perfringens

代谢相关的 pH 值下降会淬灭产气荚膜梭菌中的 VirSR 群体感应

• 发表时间: 2017
• 作者: Keika Adachi;Jiro Nakayama
• 通讯作者: Jiro Nakayama