R.equiの病原性関連タンパクAは酸化的殺菌を免れることで病原性を表す

病原性プラスミドを持ったR.equi強毒株だけが子馬に病巣を作る。

その病原性プラスミドによって作られているのは病原性関連タンパクA (Virulence-associated protein A)

では、そのVapA は、どういう働きをして病原性を発揮しているのか？

それを突き止めた、という報告も出ている。

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Virulence-associated protein A from Rhodococcus equi is an intercompartmental pH-neutralising virulence factor

R.equiの毒力関連タンパクAはコンパートメント間のｐHを中和する病原性因子である

Cell Microbiol. 2019, 21(1): e12958

Abstract

Professional phagocytic cells such as macrophages are a central part of innate immune defence. They ingest microorganisms into membrane-bound compartments (phagosomes), which acidify and eventually fuse with lysosomes, exposing their contents to a microbicidal environment. Gram-positive Rhodococcus equi can cause pneumonia in young foals and in immunocompromised humans. The possession of a virulence plasmid allows them to subvert host defence mechanisms and to multiply in macrophages. Here, we show that the plasmid-encoded and secreted virulence-associated protein A (VapA) participates in exclusion of the proton-pumping vacuolar-ATPase complex from phagosomes and causes membrane permeabilisation, thus contributing to a pH-neutral phagosome lumen. Using fluorescence and electron microscopy, we show that VapA is also transferred from phagosomes to lysosomes where it permeabilises the limiting membranes for small ions such as protons. This permeabilisation process is different from that of known membrane pore formers as revealed by experiments with artificial lipid bilayers. We demonstrate that, at 24 hr of infection, virulent R. equi is contained in a vacuole, which is enriched in lysosome material, yet possesses a pH of 7.2 whereas phagosomes containing a vapA deletion mutant have a pH of 5.8 and those with virulence plasmid-less sister strains have a pH of 5.2. Experimentally neutralising the macrophage endocytic system allows avirulent R. equi to multiply. This observation is mirrored in the fact that virulent and avirulent R. equi multiply well in extracts of purified lysosomes at pH 7.2 but not at pH 5.1. Together these data indicate that the major function of VapA is to generate a pH-neutral and hence growth-promoting intracellular niche. VapA represents a new type of Gram-positive virulence factor by trafficking from one subcellular compartment to another, affecting membrane permeability, excluding proton-pumping ATPase, and consequently disarming host defences.

マクロファージなどの専門的な食細胞は、自然免を酸性化し最終的にリソソームと融合し、その内容物を殺菌環境に曝露する。グラム陽性のRhodococcus equiは、若い子馬や免疫不全のヒトに肺炎を引き起こす。病原性プラスミドを持つことで、宿主の防御機構を破壊し、マクロファージ内で増殖できる。本研究では、プラスミドにコードされ分泌される病原性関連プロテインA(VapA)が、プロトンポンプ液胞-ATPase複合体のファゴソームからの排除に関与し、膜透過化を引き起こし、pH中性のファゴソーム内腔に寄与することを示した。蛍光顕微鏡と電子顕微鏡を用いて、VapAがファゴソームからリソソームに移行し、そこでプロトンなどの小さなイオンの限界膜を透過化することを示した。この透過化プロセスは、人工脂質二重層を用いた実験で明らかになった既知の膜細孔形成剤の透過プロセスとは異なる。感染から24時間後、毒性の強いR.equiは、リソソーム物質を豊富に含む液胞に含まれており、pHは7.2であるのに対し、vapA欠失変異体を含むファゴソームのpHは5.8、病原性プラスミドを含まない姉妹株のpHは5.2であることを実証した。マクロファージのエンドサイトーシス系を実験的に中和することで、非病原性R.equiが増殖する。この観察結果は、病原性および病原性R.equiがpH 7.2で精製されたリソソームの抽出物でよく増殖するが、pH 5.1では増殖しないという事実に反映されている。これらのデータを総合すると、VapAの主な機能は、pH中性、したがって成長を促進する細胞内ニッチを生成することであることを示している。VapAは、ある細胞内区画から別の細胞内区画に輸送し、膜透過性に影響を与え、プロトンポンプATPアーゼを除外し、その結果、宿主の防御を武装解除することによる、新しいタイプのグラム陽性病原性因子である。

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ロドコッカスの病原性プラスミドが何をしているのか当初は知られていなかった。

病原性関連プロテインAというタンパクを作るのだとわかっても、そのタンパクがどう働いて病原性を発揮するのかわかっていなかった。

それが、食細胞の中で酸化的殺菌に耐えることで病原性につながっていることが、わかった。

なにせ、このプラスミドとそのプラスミドによるVapAを持たないR.equiはマウスの実験でも病原性を持たず、

野外の子馬の病巣からも採れてこない（子馬に病気を起こしていない）のだ。

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しかし、R.equi強毒株と言えども子馬以外は病気を起こさない。※

（※；わかりやすくシンプルにこう書いてしまうけど、R.equi高度免疫血漿を作るために成馬にR.equi強毒株を接種したことがあるが、接種部位はドロドロに化膿するし、発熱もする。やはり化膿菌であり、「日和見感染菌」とか、成馬には病原性がない、という印象ではなかった）

先に紹介した研究も示すように、子馬も日齢によってR.equi強毒株に対しても抵抗性を発達させる。

酸化的殺菌力が向上して、VapAを持ったR.equi強毒株が相手でもかなり殺せるようになるのだろうか。

あるいは免疫の別な側面が向上することでR.equi強毒株にも抵抗できるようになるのかもしれないが、

新生子馬でさえR.equi無毒株には抵抗できることを考えると、やはりR.equi強毒株に対する日齢による抵抗性はVapAの機能・作用そのものに抵抗できることによるのではないかと私は推測するのだが、どうだろう？

そして、馬生産牧場でのR.equi感染症を制御するヒントがそこにあるのではないだろうか。

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朝、出勤したら、きのう夕方に疝痛で来た繁殖牝馬は結腸捻転で開腹し、入院している、とのこと。

さらに、夜中に子馬の小腸捻転も来院し、入院している、とのこと。

そして、結腸捻転の手術中。

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通勤路の左右で、馬牧場で牧草作業が始まっているのを見る。

今年は、6月中に牧草作業を終える牧場が多そうだ。

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エゴノキ

ピンクチャイムというピンクの花が咲く苗のはずだったのが、どういうわけか白花。

なんということだ。