豚丹毒菌の病原因子の解析

• 担当機関: 家畜衛生試験場
• 研究期間: 1994～1997
• 発行年度: 1996
• 要約: 豚丹毒菌の莢膜保有強毒株とトランスポゾン挿入無莢膜弱毒変異株のマウスマクロファージ内での生残性および活性酸素誘導能を解析した。その結果，正常血清存在下で莢膜保有強毒株はマクロファージ内で生残，増殖するのに対して無莢膜弱毒変異株は生残できないこと，また，莢膜保有強毒株はマクロファージから活性酸素を誘導しないが無莢膜弱毒変異株は強く誘導することが判明した。
• 要約(英語): To understand the interaction of E. rhusiopathiae with macrophages, we examined phagocytosis and intracellular killing of a virulent wild-type parent strain and acapsular avirulent transposon mutants by murine macrophages in vitro. In the presence of normal or immune serum, the parent and the mutant strains were both ingested; however, the number of ingested bacteria was three- to fourfold greater in the case of the mutant strains than in the case of the parent strain. The parent strain, but not the mutant strains, survived and replicated intracellularly when ingested in the presence of normal serum, whereas both the parent and the mutant strains were readily killed when ingested in the presence of immune serum. To further investigate the mechanism by which the parent strain can survive and replicate within macrophages, we studied the oxidative burst response of macrophages to these strains by measuring chemiluminescence (CL) and intracellular reduction of Nitro Blue Tetrazolium dye (NBT). Challenge exposure of macrophages with either the parent strain preopsonized with immune serum or the mutant strains preopsonized with normal or immune serum induced a strong oxidative burst, whereas the level was very low when the parent strain was preopsonized with normal serum. Phagocytosis of either the parent strain, in the presence of immune serum, or the mutant strains, in the presence of normal or immune serum, by macrophages reduced large amounts of intracellular NBT, whereas minimal amounts were reduced by the parent strain in the presence of normal serum. These results suggest that virulent E. rhusiopathiae can survive and subsequently replicate within murine macrophages when ingested in the presence of normal serum, and that the reduced production of reactive oxidative metabolites by macrophages may, in part, be responsible for this occurrence.
• 背景・ねらい: 豚丹毒菌（Erysipelothrix rhusiopathiae）は莢膜を保有しており，マウス好中球による貪食作用に抵抗する。一方，本菌の病原性として食細胞内生残性が指摘されており，本菌と食細胞との相互作用は複雑である。そこで，マウスマクロファージによる貪食能ならびにマウスマクロファージ内における菌の生残性および活性酸素誘導能を莢膜保有強毒株とそのトランスポゾン挿入変異株である無莢膜弱毒株とを比較することにより，本菌の病原性における莢膜の意義を解析する。

成果の内容・特徴

1. 正常、免疫血清存在下にかかわらず，莢膜保有強毒株（Fujisawa-SmR）と無莢膜変異株（33H6,28G12,28G5）のいずれもマクロファージに貪食されたが，貪食インデックス値は無莢膜変異株が強毒株に対して３～４倍多かった（図１）。
   
2. 正常血清存在下で食菌を受けた系では，強毒株は貪食後３時間目から細胞内菌数の顕著な増加を示したが，変異株はいずれも貪食後１時間目から細胞内菌数の低下を示した。免疫血清存在下で食菌を受けた系では，強毒株，変異株のいずれも貪食後１時間目から細胞内菌数の低下を示した（図２）。
   
3. 菌の活性酸素誘導能をケミルミネッセンス・アッセイおよび細胞内ＮＢＴ還元能により解析した。正常血清でオプソナイズされた菌に対するマクロファージの反応は，強毒株には弱く，弱毒株には強かった。免疫血清で菌をオプソナイズした場合，強毒株，弱毒株いずれの刺激に対しても細胞は強く反応した（図３，４，表１）。
   
4. 以上の成績から，正常血清存在下においてマクロファージに貪食された莢膜保有強毒株は細胞内で生残・増殖するが，その機構として貪食時の活性酸素からの回避が関与すること，またその機構に本菌の莢膜が重要な役割を果たすことが示唆された。
   

成果の活用面・留意点

　今回得られた成果により，豚丹毒菌感染症の発病機構の一端が解明され，本病の予防対策に有益な資料となる。

• カテゴリ: 豚