大腸がんリスク因子コリバクチン産生大腸菌の腸管粘膜への定着と宿主炎症反応の関係

宿主DNAの二本鎖切断を誘導する遺伝毒性作用を示すコリバクチンは、全長約55 kbの遺伝子クラスターを保有する腸内細菌科に属する細菌から産生される低分子化合物である。コリバクチンの作用を受けた宿主細胞では、細胞周期の停止と大きさの拡大に代表される細胞老化の形態的な変化が観察される。この現象が生じる条件として、コリバクチン産生菌と宿主細胞との接触が必要であることが報告されており、さらに、これまでの我々の研究成果から、大腸がん患者の腫瘍組織において、溶血性コリバクチン産生大腸菌の優占化が起きていることが分かっている。一方、健常な成人の糞便からコリバクチン産生大腸菌が分離されても、その後の定期的な糞便検査では、コリバクチン産生遺伝子が全く検出されなくなるケースがあることや、炎症状態にある腸管内では、腸内細菌叢における大腸菌の割合が著しく増加することから、大腸発がんにおけるコリバクチン産生大腸菌の関与について、菌の腸管粘膜上皮への定着と炎症惹起に関する機構の解明が第一義的な解決課題であると判断した。そこで、まず本年度は、これまでに分離しているヒトまたはウシ由来のコリバクチン産生大腸菌を用いて、細菌の宿主細胞への重要な付着因子である線毛を中心とした病原性因子の遺伝子の保有状況を調べ、ヒト由来株の保有パターンについての特徴づけを試みた。その結果、ヒト由来株とウシ由来株ではパターンは大きく異なること、また、ヒト由来株は、検出対象とした16遺伝子中3遺伝子を共通して保有していることが分かった。

宿主DNAの二本鎖切断を誘導する遺伝毒性作用を示すコリバクチンは、全長約55 kbの遺伝子クラスターを保有する腸内細菌科に属する細菌から産生される低分子化合物である。コリバクチンの作用を受けた宿主細胞では、細胞周期の停止と大きさの拡大に代表される細胞老化の形態的な変化が観察される。この現象が生じる条件として、コリバクチン産生菌と宿主細胞との接触が必要であることが報告されており、さらに、これまでの我々の研究成果から、大腸がん患者の腫瘍組織において、溶血性コリバクチン産生大腸菌の優占化が起きていることが分かっている。一方、健常な成人の糞便からコリバクチン産生大腸菌が分離されても、その後の定期的な糞便検査では、コリバクチン産生遺伝子が全く検出されなくなるケースがあることや、炎症状態にある腸管内では、腸内細菌叢における大腸菌の割合が著しく増加することから、大腸発がんにおけるコリバクチン産生大腸菌の関与について、菌の腸管粘膜上皮への定着と炎症惹起に関する機構の解明が第一義的な解決課題であると判断した。そこで、まず本年度は、これまでに分離しているヒトまたはウシ由来のコリバクチン産生大腸菌を用いて、細菌の宿主細胞への重要な付着因子である線毛を中心とした病原性因子の遺伝子の保有状況を調べ、ヒト由来株の保有パターンについての特徴づけを試みた。その結果、ヒト由来株とウシ由来株ではパターンは大きく異なること、また、ヒト由来株は、検出対象とした16遺伝子中3遺伝子を共通して保有していることが分かった。