【目的】 ウェルシュ菌(Clostridium perfringens)は嫌気性グラム陽性有芽胞桿菌で、ヒトに対して食中毒やガス壊疽を引き起こす。ウェルシュ菌はfibronectin (Fn)を介してコラーゲンに結合し、宿主に定着すると考えられている。私たちは、これまでにウェルシュ菌の細胞壁にFn結合タンパク質を3種類同定している。その中で、glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) のみが、菌体表層で実際に機能していると予想された。GAPDHは解糖系の酵素であるが、ウェルシュ菌をはじめ、様々な細菌の細胞表面に表出している。黄色ブドウ球菌のGAPDHは、オートリシンを介して細胞表面に表出し、その病原性に関与していることが報告されている。今までのところ、同定されたウェルシュ菌のオートリシンは Acp (CPE1231)のみであり、このAcpは対数増殖期にはたらく主要なオートリシンである。私たちは、Acpが新規のFn結合タンパク質であり、Fnレセプターとしても機能することを見出した。本研究では、ウェルシュ菌細胞表面のGAPDHとAcpの関係性を明らかにし、それらの複合体がFnレセプターとして機能するかどうかを検討した。
【方法】 Strain 13 acp::erm株はBruno Dupuy博士（仏、パスツール研究所）より分与された。strain 13 acp::erm/pacp株は、キシロース誘導型プロモーター(pXC)下流にacp遺伝子を挿入し、strain 13 acp::erm株に形質転換して作製した。細胞表面のGAPDH量は、ELISAを用いて評価した。培養したウェルシュ菌を4%パラホルムアルデヒドで固定した後、ウサギ抗AcpCD抗体 (Acpのcatalytic domainに対する抗体)、モルモット抗GAPDH抗血清の順に反応させた。その後、FITC標識抗ウサギ抗体、Alexa Fluor®594標識抗モルモット抗体を室温で反応させ、共焦点レーザー走査型顕微鏡で観察した。ウェルシュ菌へのFn結合を調べるため、パラホルムアルデヒドで固定したウェルシュ菌をウサギ抗AcpCD抗体、モルモット抗GAPDH抗血清、HiLyte™Fluor647標識Fnの順に反応させた。
【結果と考察】 細胞表面に表出したstrain 13 acp::erm株のGAPDH量は、野生株と比べて有意に低下した。また、キシロース存在下で培養したstrain 13 acp::erm/pacp株の細胞表面のGAPDH量は、strain 13 acp::erm/pXC株と比べて有意に増加した。細胞表面のGAPDHとAcpの局在は、野生株では、隔壁に認められるAcpの一部にGAPDHが共局在していた。一方、strain 13 acp::erm株では、AcpとGAPDHのいずれも検出されなかった。AcpとGAPDHが共局在する箇所にFnが結合するかどうか調べると、野生株ではFnがこの部位に結合した。これらの結果から、ウェルシュ菌の細胞表面のGAPDHはAcpを介して細胞表面に表出しており、この複合体は付着・定着因子として機能している可能性が考えられた。
