Title
Analysis of Resistance to Infection Using the Animal Model
Drosophila melanogaster( 内容の要旨(Summary) )
Author(s)
岡戸, 清
Report No.(Doctoral
Degree)
博士(獣医学) 甲第269号
Issue Date
2009-03-13
Type
博士論文
Version
URL
http://hdl.handle.net/20.500.12099/33581
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氏
名(本籍)
学 位 の 種 類 学位
記 番 号学位授与年月
日学位授与の要件
研究科及び専攻研究指導を受けた大学
学 位 論 文 題 目審
査 委 貞 (11) 岡 戸 清(埼玉県) 博士(獣医)獣医博甲第269号
平成21年3月13日学位規則第3条第1項該当
連合獣医学研究科
獣医学専攻
帯広畜産大学
Analysis of Resistance toInfection Using the AnimalModelhosQPbllamelan聯SteZ･
(ショウジョウバエをモデル生物とした感染抵抗性の解明
に関する研究) 主査帯広畜産大学
副査帯広畜産大学
副査 岩 手 大 学 副査 岩 手 大 学 副査 東京農工大学 副査 岐阜
大 学津
木 口 澤 田 頭 河 鈴 谷 原 松鬼
授 授 授 授 授 授教
教教
教教
教
信一郎 宏 志 和 之 亮 浩 珍 克 也 論 文 の 内 容 の要
旨 結核,AIDS,マラリアはいずれも細胞内寄生性の病原微生物により引き起こされ,未だ 多くの被害者を出している｡細胞内寄生による感染では,病原体が宿主細胞に入り込むこ とで免疫作用や薬剤などが病原体に到達することを妨げるため,治療が難しいとされてい る｡このため全く新しい観点に基づいた治療法や予防法の開発が求められる｡細胞内寄生 性病原微生物の感染では,宿主と病原微生物との間に極めて複雑な相互作用が成立してい ると考えられる｡本研究では,この宿主と細胞内寄生性病原微生物との相互作用を明らか にするために,キイロショウジョウバエーリステリア感染モデル系を用いて以下の解析を行 った｡ リステリアは細胞内寄生性病原微生物であり,ショウジョウバエ個体に微量注入される ことで致死性の感染を引き起こす｡まず本研究では,リステリアが室温(約25℃)でも, ショウジョウバエ個体に十分な致死性を示すことを明らかにした｡このことから,生体内 など適当な条件下では,温度以外の要因によりリステリアの毒性が発挿されることが示唆 された｡またショウジョウバエの免疫経路である恥11経路とImd経路のどちらがリステリ ア感染に対して作用するのかを確かめるために,それぞれの経路の欠損変異体での感受性 の変化も検討した｡その結果,どちらの経路の変異体にも,リステリアに対する感受性の 高いものがあった｡この結果からリステリアの感染に対しては,Toll経路,Imd経路の両 方の免疫経路が関与する可能性が示唆された｡ 次に,このキイロショウジョウバエーリステリア感染モデル系を用い,遺伝子強制発現ラー144-イプラリーによるリステリア感染抵抗性遺伝子のスクリーニングを試みた｡遺伝子強制発 現ライブラリーとは,ショウジョウバエ個体内でゲノム中の遺伝子を無作為に強制発現さ せる方法で,その結果の表現型をもとに,原因となる遺伝子をスクリーニングすることが 出来る手法である｡本研究では,遺伝子を強制発現させた約4,500のショウジョウバエ変 異体系統を用いて,成虫にまで生育した1,434系統に対してリステリアを感染させ,その 後の生存率を測定した｡その結果,リステリアに対して抵抗性の高い10系統を得ることに 成功した｡これらの系統において強制発現されている可能性のある遺伝子を同定した結果, その遺伝子配列から推測される機能により,これらは1核酸結合,2リン酸化,3その他に 分けられた｡特にリン酸化については,マウスにおけるリステリア感染でのマクロファー ジの働きに関与しているという報告があり,ショウジョウバエでもこの機能が同様の働き をしている可能性が示唆される｡今回得られた候補遺伝子をさらに詳細に解析することで, 細胞内寄生性の病原微生物に対する宿主の反応について理解が深まることが期待される｡ 次に,各種野生型のキイロショウジョウバエ系統から,リステリアに対して感受性の異 なる2系統を選び出し,これらの系統における感受性の違いは,自然免疫活性の差異によ り生じうることを実験的に証明した｡本研究では,9系統の野生型キイロショウジョウバ エにリステリア,サルモネラ,および黄色ブドウ球菌を感染させ,その後の生存率を測定 した｡その結果,各野生型ショウジョウバエ系統が,感染する病原体によって異なる感受 性を示すという興味深い現象が明らかとなった｡さらに,リステリアに抵抗性を示す系統 (Cd乃加-ざ)と高い感受性を示す系統(W抽e)との性質の違いを検討するため,それぞれの 自然免疫反応の活性を比較した｡リステリアを感染させた後の抗菌ペプチドの発現を比較 すると,抵抗性のCα舶乃一∫系統が,高感受性のw肋e系統よりも多量の抗菌ペプチドを感 染の初期に発現していることがわかった｡このことから,感染初期の免疫反応の違いが, 感受性の差を生じる原因であることが示唆された｡これを確かめるために,ショウジョウ バエを用いた温度感受性の遺伝子発現システムによりペプチドグリカン認識蛋白質 PGRP_LEを強制発現させ,感染初期の自然免疫を人為的に強化させたところ,リステリア 感染に対する抵抗性の克進が認められた｡ 本研究により,細胞内寄生性の病原微生物は,温度だけでなく宿主との相互作用により 毒性を発挿し,宿主を死に至らしめることが示唆された｡また感染に対する宿主の反応に は,よく知られた2つの免疫経路,TollおよびImd,のいずれもが関与することが示唆さ れた｡さらにこれらの免疫経路以外に,抵抗性に関与する可能性のある10個の遺伝子がス クリーニングにより同定された｡最後に,感染初期での宿主免疫反応の強さの違いが感受 性の多様性を生じる可能性が実験的に示された｡これらの研究成果は,細胞内寄生性の病 原微生物と宿主との相互作用について新たな知見を加えるものである｡ 審 査 結 果 の
