はじめに
宿主の粘膜には常在細菌叢，タイトジャンクション，
粘液・免疫バリアからなる防御機構が構築され，微生物 の侵入を阻止している．また，TLRs （Toll like recep- tors）, NLRs（Nod like receptors）などによりPAMPs
（pathogen-associated molecular patterns）が認識され ることで発動された炎症応答や細胞死により病原細菌を 速やかに排除する自然免疫応答も備わっている．さらに 最新の研究から，オートファジーが細胞内侵入性細菌に 対する新たな自然免疫機構として機能していることが明 らかになってきた(1, 2)．当初は哺乳類細胞のオートファ ジーには基質認識に特異性がないと考えられてきたが，
ユビキチンなどで標識された標的を特異的に認識する
「選択的オートファジー」の存在が最新の研究から明ら かになっている．選択的オートファジーは標的とオート ファゴソームとを結びつけるカーゴレセプターと呼ばれ る一連のアダプター分子によって駆動され，損傷を受け たオルガネラや変性タンパク質凝集体（アグリソーム）， 細胞に侵入した病原細菌を特異的に異物として認識し分
解する(3〜5)．
本項では病原細菌に対する選択的・非選択的オート ファジー認識機構，病原細菌によるオートファジー回 避・利用のメカニズムを中心に，さまざまな病原細菌と オートファジーとの攻防について筆者の研究成果を交え
ながら，最新の知見を紹介する(6〜8)．
1. 感染によって生じたエンドソーム膜断片に対する選 択的オートファジー
多くの細胞内侵入性細菌は宿主細胞侵入後にファゴ ソーム（エンドソーム）膜に損傷を与える．たとえば，
赤痢菌（ ），サルモネラ菌（
Typhimurium）などグラム陰性細菌が保持しているIII
型分泌装置や結核菌（ ）が
保持しているESX-1分泌系は菌が細胞に侵入した後に ニードルの先がエンドソーム膜に突き刺さることで膜に 損傷を与える(7, 9)．A群連鎖球菌（GAS,
）が産生するSLO（ストレプトリジンO）やリ ス テ リ ア 属 菌（ ） が 産 生 す る LLO（リステリオリジンO），黄色ブドウ球菌（
）が産生する
α
-ヘモリシンなどの膜孔形成 毒素もエンドソーム膜に損傷を与えて，膜断片（mem- brane remnant）を生じさせる(10)．これらの膜断片は DAMPs（damage-associated molecular patterns）とし て宿主に炎症応答やオートファジーを誘導する(7, 9)．以 下，それぞれの菌の感染により生じた膜断片に対する選 択的オートファジー認識機構について紹介する（図1
）． サルモネラ菌は本来ファゴソーム内で増殖する病原細 菌であるが，一部のエンドソームはサルモネラ菌の分泌 装置であるSPI-Iによってエンドソーム膜が損傷を受けセミナー室
食作用と生体防御-4病原細菌と宿主オートファジーとの攻防
小川道永
国立感染症研究所細菌第一部
る．生じた膜断片は宿主のE3リガーゼであるLRSAM1 によりユビキチン化され，そのポリユビキチン鎖にカー ゴ レ セ プ タ ー で あ るp62, NDP52, OPTN（オ プ テ ィ ニューリン）がリクルートされる(11〜13)．これらのアダ プター分子は隔離膜上のLC3と結合し，最終的にサル モネラ菌を内包するエンドソームはオートファゴソーム に捕捉される．また，損傷を受けたエンドソーム膜に galectin-8がリクルートされ，galectin-8とNDP-52との 結合が引き金になりユビキチンに依存しない選択的オー トファジーが誘導されることも明らかになっている(14)． このほか，サルモネラ感染ではNADPH oxidseとジア シルグリセロールに依存し，ユビキチンに依存しない LAP （LC3-associated phagocytosis）と呼ばれるNonca- nonicalなオートファジーが観察されている(15)．このよ うに，選択的オートファジーにはユビキチンに依存する ものと依存しないものがある(7)．
結核菌もサルモネラ菌と同様に細胞侵入後，分泌装置 依存的にオートファジーを誘導する．結核菌を内包する エンドソームは分泌装置であるESX-1依存的に損傷を 受けた後，宿主のE3リガーゼであるPARK2によりユ
ビキチン化され，続いてp62, NDP52, NBR1がリクルー トされることで最終的にオートファジーにより処理され る(16)．さらに，PARK2は膜ポテンシャルを消失したミ トコンドリアに対する選択的オートファジー（ミトファ ジー）においてもミトコンドリア外膜表面の標的をユビ キチン化するE3リガーゼとして機能している(17)．ミト コンドリアは細胞内寄生した細菌を起源とすることか ら，結核菌など細胞内に長期寄生する細菌とミトコンド リアが共通のE3リガーゼであるPARK2によってユビ キチン化されオートファジーにより排除されることはた いへん興味深い．サルモネラ菌や結核菌ではそれぞれ E3リガーゼが同定されているが，ユビキチン化される 菌側の基質は不明である．
赤痢菌やリステリア属菌は宿主細胞侵入後にエンド ソームから細胞質へと脱出する病原細菌であるが，その 過程でエンドソーム膜を破壊し，生じた膜断片がオート ファジーで処理される(9)．これらの菌はエンドソームか ら脱出し，アクチンコメットを形成して運動性を獲得し 細胞内を動き回るが，侵入部位に残されたエンドソーム 膜断片はポリユビキチン化され，そのポリユビキチン鎖 図1■病原細菌の感染により誘導されるさまざまなオートファジー
病原細菌の細胞への付着，細胞内外でのPAMPsの放出，侵入，ファゴソームの膜の破綻，アミノ酸飢餓，dsDNAの放出，cAMPの低下 などがオートファジー誘導の引き金になる．病原細菌に対するオートファジーはLAP, ファゴソーム膜断片，菌を内包する損傷を受けた ファゴソーム，または菌体そのものを認識するにオートファジーに分類される．感染細胞では幾種類かのオートファジーが同時に，または 感染時間ごとに起きている．細胞内に脱出するタイプの病原細菌である赤痢菌やリステリア属菌はカーゴレセプターによる選択的オート ファジーを巧妙な方法で回避している．
には赤痢菌ではp62, NDP52, NBR1が，リステリア属菌 ではp62, NDP52がそれぞれリクルートされオートファ ジーで分解される(18)（図1）．エンドソームから脱出す る菌では感染初期の膜断片に対するオートファジーと，
細胞質脱出以降の菌自体を標的としたオートファジーと は区別して解析する必要がある．損傷を受けた膜断片は DAMPsとして認識されIL-1
β
産生などの炎症応答を惹 起することから，過剰な炎症反応を抑制するためにオー トファジーで膜断片を早急に処理する必要があるのでは ないかと考えられている．リステリア属菌と同様，GASは膜孔形成毒素であるSLOを分泌しエンドソーム 膜を損傷させる．GAS JRS4株はオートファジーで速や かに殺菌されることが知られており(19) （図
2
），菌から 放出されたSLOにより生じた膜断片は未知のE3リガー ゼによりユビキチン化を受け，p62, NDP52がリクルー トされて，オートファジーで分解される．電子顕微鏡に よりGASも細胞質へと移行することが観察されている ことから(19)，GASにおいても膜断片のオートファジー と菌自体のオートファジーとを分けて考える必要がある と思われる．細胞質に離脱した菌自体を認識するオート ファジーについては後述する．2. 病原細菌の細胞表面への付着・侵入により誘導され るオートファジー
細菌表面の接着因子と宿主受容体の相互作用によって 宿主細胞表面に強固に接着する一連の細菌では細胞への 接着刺激がオートファジーを誘導することが知られてい る．Joubertらは，GASの菌体表層のMタンパク質と宿 主細胞表面のCD46が結合し，CD46の細胞内ドメイン がGOPCを介して菌の接着部位にVps34-Beclin1をリク ルートすることで細胞侵入直後の菌はオートファジーに
より速やかに捕捉されることを報告している(20)（図1）． また，Deuretzbacherらはマクロファージ様培養細胞で あるJ774細胞において，エルシニア菌の侵入因子であ るインベイシンやYadAと宿主細胞表面の
β
1-インテグ リンとの結合がオートファジー誘導の引き金になること を報告している(21)（図1）．エンドサイトーシスとオートファジーは細胞内の膜輸 送システムの一部を共有しているため，病原細菌の細胞 侵入イベントがオートファジー誘導の引き金になる例が 報告されている．Philpottらは赤痢菌やリステリア属菌 を感染させたHeLa細胞では侵入部位の直近にAtg16L1 やNOD1, NOD2が集積し，NOD1, NOD2依存的にオー トファジーが誘導されることを報告している(22)（図1）． このことは，NLRs（NOD-like receptors）が病原体の 侵入を感知しオートファジー誘導することを示してい る．NLRsだけではなくTLRs（Toll-like receptors）も オートファジーを誘導し，TLR4を介したファゴサイ トーシスではファゴソームの周りにLC3やBeclin1が集 積することが報告されている(23, 24)．また，クラスリン を介したエンドサイトーシスでは，クラスリンが菌の侵 入部位にAtg16L1をリクルートし，初期エンドドーム に集積したAtg16L1はLC-3 IIの生成反応を促進する(25)
（図1）．興味深いことに，細胞に侵入した一部のサルモ ネラ菌を内包するエンドソームはLC3陽性であるにも かかわらず通常のオートファゴソームとは異なる形態を 示すLAPへと移行する(26)（図1）．LAPはAtg1ホモロ グであるULK1に依存せず，感染による細胞内での ROS（Reactive Oxygen Species）の上昇が引き金にな ることが知られており，類鼻疽菌（
）やリステリア属菌を感染させたマクロファー ジでも観察される．これまでにROSは直接殺菌作用を 図2■病原細菌感染におけるオートファ ジーの意義
オートファジーを誘導する菌の転帰は（1）
GAS JRS4や結核菌などに代表されるような
「殺菌」，赤痢菌，リステリア菌，レジオネラ 菌に代表される「回避」，コクシエラ菌やブ ルセラ菌に代表される「利用」の3パターン に分類される．
示すことが知られていたが，LAPはROSが間接的に作 用する殺菌機構である．
3. 菌体から放出されるDNAやcyclic dinucleotideに よるオートファジー誘導
細胞内に侵入した細菌から放出されたdsDNA（dou- ble-stranded DNA）はcGAS（cGAMP synthase）によっ て認識され，さらにセカンドメッセンジャーである cGAMP（cyclic GMP‒AMP）の 産 生 を 上 昇 さ せ る．
cGAMP は STING （stimulator of interferon genes）- TBK1（TANK-binding kinase 1）を活性化させてType I IFN応 答 を 誘 導 す る．最 新 の 研 究 か ら，dsDNAは STINGを介してオートファジーを活性化させることが 明らかになってきた（図1）．Coxらのグループは細胞内 の結核菌から放出されたdsDNAがSTINGによって認識 され(27)，それが引き金になって結核菌選択的オート ファジーに必須のPARK2が活性化されることを報告し ている．STINGがPARK2を活性化する機構については たいへん興味深く，今後の研究が待たれる．dsDNA以 外にも細胞内の菌から放出されるcyclic di-AMPとcy- clic di-GMPは分子センサーであるDDX41, STINGと複 合体を形成しオートファジーを誘導することが示唆され ている．また，細胞質へと脱出したGAS JRS4株は8-ni- tro-cGMPによって菌体表面がS-グアニル化され，それ が引き金となって菌体表面がLys63-ポリユビキチン化 され，最終的に選択的オートファジーにより認識・殺菌 されることが有本らによって報告されている(28)．さら に最近，結核菌感染によりMyD88, NF-
κ
B経由で誘導さ れた DRAM1 （DNA-damage regulated autophagy mod- ulator 1）が，STING依存的にp62を介した選択的オー トファジーを誘導することが報告されている(29)．この ように，cyclic dinucleotideとオートファジーの関係は 多岐にわたっており，STINGの活性化による非特異的 オートファジー誘導機構と特異的なE3リガーゼによる ユビキチン化という選択的オートファジーが連動する現 象はたいへん興味深い．このほかにも，細胞内に侵入した病原細菌がアミノ酸 を消費することにより誘導されるアミノ酸飢餓応答(30) や，病原細菌の感染に起因する細胞内cAMPの低下に よるAMPKの活性化がオートファジーを誘導すること が報告されているが，これらについてはオートファジー を阻害する菌の項で紹介する（図1）．
4. 細胞内の病原細菌を直接標的とするオートファジー 認識とその回避機構
ここまで見てきたように，オートファジーは細胞内に 侵入した細菌と宿主細胞との攻防の最前線での自然免疫 機構として働いている．しかし，赤痢菌やリステリア属 菌のように宿主細胞侵入後に細胞質へと脱出し細胞質内 を動き回る病原細菌は，細胞侵入後に速やかにエンド ソームから細胞質へと脱出するため，損傷したエンド ソーム膜をターゲットとしたオートファジーではこれら の菌を効率的に排除することができない．さらに，これ らの病原細菌は運動性によりオートファジーを回避する だけではなく，細胞内生存戦略としてオートファジーを 回避する戦略をもっている．ここではリステリア属菌と 赤痢菌に関するわれわれの研究を中心に紹介する(31)
（図1）．
①リステリア属菌
われわれはリステリア属菌を選択的に認識する機構を 解析した結果，①リステリア属菌のオートファジーは表 面がポリユビキチン化された菌体を宿主のカーゴレセプ ターであるp62‒LC3が認識することで誘導されること，
②リステリア属菌の菌体の一極に局在する表層タンパク 質で，菌体一極でのアクチンコメットの形成に必須な ActAが，Arp2/3複合体やVASPといった宿主タンパ ク質を菌体表面にリクルートすることで，菌体表面のユ ビキチン化を阻害すること，③リステリア属菌の野生株 はActA欠損株と比較して菌体周囲へのユビキチン-p62- LC3のリクルートおよびオートファジーによる殺菌が顕 著に抑制されていることを明らかにしている(32)．さら に，アグリソーム形成を誘導するタンパク質にActAを 融合させて異所的に培養細胞に発現させるとアグリソー ムのユビキチン化およびp62によるオートファジー認識 が顕著に抑制されることも明らかになった（図1）．
リステリア属菌はこのほかにもInlKによるオート ファジー阻害機構を備えていることが報告されてい る(33)．InlKは菌体のActAとは逆側の極に局在する表層 タンパク質で，宿主のMVP（major vault protein）を 菌体表面にリクルートすることでActAの量が少ない極 がユビキチン化されることを防いでいる．また，リステ リア属菌が産生するPlcAとPlcBはオートファジーの開 始に必要なPtdIns（3） Pの量を低下させることでオート ファジーによる菌の分解を抑制することがGiraidinらの グループから報告されている(34)．
②赤痢菌
われわれは，赤痢菌のオートファジー認識機構および その回避機構を対象とした研究から，赤痢菌の一極に局
在する表層タンパク質でアクチンコメットの形成に必須 のVirGとオートファジー関連タンパク質であるAtg5が 直接結合し，赤痢菌に対するオートファジーが誘導され ること，それに対し赤痢菌のIII型分泌装置から分泌さ れたエフェクターであるIcsBがAtg5‒VirG結合を競合 的に阻害することで赤痢菌はオートファジーから逃れて いることを明らかにしている(35)．さらに，われわれは Atg5結 合 タ ン パ ク 質 の 探 索 か ら 得 ら れ た 分 子 量 約 130 kDaの 機 能 未 知 タ ン パ ク 質Tecpr1（Tectonin do- main-containing protein 1） の 解 析 を 行 っ た 結 果，
Tecpr1が赤痢菌を認識する新規カーゴレセプターであ ることを見いだした．Tecpr1はAtg12‒Atg5‒Atg16L1 複合体およびPtdIns（3）P結合タンパク質WIPI-2に結合 し，VirG-Atg5‒Tecpr1‒WIPI-2‒PtdIns（3）P複合体を形 成することで赤痢菌に対するカーゴレセプターとして機 能していた(36)（図1）．興味深いことにTecpr1はサルモ ネラ菌，GASなどほかの病原細菌，傷害を受けたミト コンドリア，アグリソームを選択的に標的とするオート ファゴソームにも局在し，Tecpr1 KO MEF（マウス胎 子由来線維芽細胞）の細胞質にはアグリソームや脱分極 し形態異常のミトコンドリアが蓄積していた．
最近，Goldbergらのグループが赤痢菌の感染初期
（感 染40分 後） で はIcsBがToca-1を 菌 体 周 囲 に リ ク ルートし菌の周囲にF-アクチンを集積させることで，
損傷したエンドソーム膜断片，またはLAPへのNDP-52 とLC3のリクルートを抑制することを報告している(37)． 赤痢菌のIII型分泌装置から分泌されるエフェクタータ ンパク質であるVirAもまた，赤痢菌のオートファジー 回避に重要な役割を果たしている．Shaoらのグループ は赤痢菌のVirAがRab1に対してGAPとして機能し オートファジーを抑制していることを報告している(38)． Mostowyらは，細胞質に脱出した一部の赤痢菌はフィ ラメント構造を有するGTP結合性の宿主タンパク質で あるセプチンによって鳥かごで囲うように捕捉され
（septin cage），運動性を消失した赤痢菌はやがてp62, NDP52により認識されて最終的にオートファジーに捕 捉され，さらにこの現象はIcsB変異株ではより顕著に 観察されることを報告している．しかし，セプチンが特 異的に赤痢菌を認識する機構やIcsBがセプチンによる 補足とそれに続くp62, NDP52による認識を阻害するメ カニズムは不明である．
5. そのほかのオートファジーを阻害する菌，利用する 菌
①オートファジーを阻害する菌（図2）
レジオネラ菌（ ）はDot/Icm 分泌装置から分泌されるRavZによってオートファジー を抑制する．RavZはシステインプロテアーゼ活性を有 し，LC3-IIのC末端を切断しLC3-Iへと不可逆的に不活 化する(39)．興味深いことにRavZ欠損株はオートファ ジーを抑制できないにもかかわらず，野生株と比較して 細胞内増殖性が低下しない．このことはRavZ欠損株が さらにほかのメカニズムでオートファジーによる殺菌を 抑制していることを示唆している．
上述のとおりGAS JRS4株はオートファジーで速やか に殺菌されるが，GAS 5448株はオートファジーを抑制 し，細胞質内で増殖することが報告されている．GAS 5448 SpeB欠損株は野生株と比較して，細胞質内のLC3 陽性菌の割合が顕著に高く，細胞内増殖性が大幅に低下 していた．SpeBは分泌性のシステインプロテアーゼで あり， の実験においてp62, NBR1を特異的に分 解することから，カーゴレセプターの分解により菌に対 する選択的オートファジー認識を阻害していることが示 唆されている(40)．
類鼻疽菌や は赤痢菌やリス
テリア属菌と同様に細胞侵入後にファゴソームから細胞 質へと脱出し，細胞内を動き回る．上述のように類鼻疽 菌は細胞侵入後にLC3陽性のLAPに捕捉されて，pha- golysosomeで殺菌される(26)．類鼻疽菌のIII型分泌装置 から分泌されるBopAはファゴソームからの脱出に関与 するエフェクターであることが示唆されているが，
BopA欠損株ではLC3陽性菌の割合が上昇することから BopAはLAPによる殺菌の回避に必要であることが示 唆されている(41, 42)．一方， はESX-1分泌装 置依存的にLC3陽性vesicleに捕捉される．菌を内包す るvesicleは成熟しRab7, Lamp1陽性となるが，カテプ シンD陰性であることからリソソームとの融合が阻害 されていることが示唆されている(43)．ラパマイシンで オートファジーを活性化すると を内包する vesicleとリソソームとの融合が起こり，vesicle内の菌 は 殺 菌 さ れ る．ま た，細 胞 質 へ 離 脱 し た 一 部 の
はユビキチン化され，形態的にはオートファ ゴソーム様の二重膜であるにもかかわらず，LC3, Atg5 陰性のvesicleに捕捉されることが報告されている．こ の を内包するエンドソームは最新の研究か らその存在が明らかになりつつあるalternative autoph- agyの可能性が示唆されている．alternative autophagy
ではその形成にULK1を必要とするが，Atg5やLC3を 必要としないオートファゴソーム様の膜構造が形成され ることが報告されている(44)．
野兎病菌（ ）は細胞侵入後に赤
痢菌やリステリア属菌と同様にファゴソームから細胞質 へと脱出する．細胞内運動性はないが，細胞質内で速や かに増殖するため，宿主細胞は細胞質へと脱出した菌を LC3陽性のオートファゴソーム様のコンパートメント
（FCV）で捕捉殺菌しようとする．野兎病菌のタイプIV 線毛（Tfp）はFCVの形成を抑制することが報告され ているが，FCV形成のための菌体認識機構とTfpによ るFCV形成阻害メカニズムは不明である(45)．また，野 兎病菌はオートファジーに関与する遺伝子の発現を抑制 することも報告されているが，そのメカニズムは不明で ある(46)．野兎病菌のO多糖がオートファジーを抑制し，
マクロファージ内での野兎病菌の生残性に関与すること をCelliらが報告している(47)．野兎病菌が細胞内増殖に オートファジーを利用しているという報告もあるが，こ のことについては次の項で紹介する．
リステリア属菌がArp2/3, VASP, MVPを，赤痢菌が Toca-1を菌体の周囲にリクルートすることで菌体周囲 の膜断片または菌体表層タンパク質のユビキチン化，お よびそれに続くオートファジー認識を抑制することは上 述したが，結核菌Erdman株はcoronin-1を菌体周囲に リクルートし菌体周囲にF-アクチンのバリアを作るこ とでユビキチン‒p62‒LC3によるオートファジー認識を 阻害している(48)．このように，いくつかの病原細菌が 菌体周囲に宿主タンパク質をリクルートし菌体をカモフ ラージュすることで，ユビキチン・カーゴレセプターに よるオートファジー認識を抑制するという共通の戦略を 有することはたいへん興味深い．
細胞内に侵入した細菌は細胞内でアミノ酸を消費する ことでアミノ酸センサーであるGCN2を介したアミノ酸 飢餓応答を誘導する(30)（図1）．アミノ酸飢餓応答は mTORC1活性を阻害し，mTorをリソソーム膜から細 胞質へと移行させるが，サルモネラ菌感染4時間後には mTORC1は再活性化されてmTorは再び細胞質からリ ソソーム膜へとリクルートされ，オートファジーは収束 する．一方で，赤痢菌を用いて同様に行った実験では感 染4時間後におけるmTORC1の再活性化は観察されな かった．さらに，ラパマイシン処理によりmTORC1を 強制的に阻害した状態でサルモネラ菌を感染させると，
感染4時間後におけるLC3陽性の菌の割合が大幅に上昇 した．この結果から，サルモネラ菌は感染後期において mTORC1の再活性化を誘導することでオートファジー
の収束を早める戦略を有していることが示唆されてい る(49)．Casanovaらの最新の報告では，感染後期に活性 化されるIII型分泌機構SPI-2から分泌される未知のエ フェクタータンパク質によるFAKの活性化がmTORC1 の再活性化に必要であることが示唆されている(50)．
AMPK（AMP-activated protein kinase）はATP/AMP の低下により活性化され，以下の3つの経路でオート ファジーを強力に誘導する(51)．すなわち，①TSC1/
TSC2をリン酸化してmTORC1活性を阻害する経路，
②mTorを直接リン酸化してmTORC1活性を阻害する 経路，さらに③ULK1/ULK2（Atg1ホモログ）を直接 リン酸化する経路でオートファジーを誘導する経路であ る．さらに，cAMPの上昇はPKAを活性化し，活性化 したPKAはAMPKの活性を直接阻害することでオート フ ァ ジ ー を 抑 制 す る．酵 母 で は 活 性 化 し たPKAが Atg13をリン酸化することでオートファジーを抑制する ことが報告されている．炭疽菌（ ）の 致死毒素はadenylyl cyclase活性によりcAMPを上昇さ せ，コレラ菌（ ）のコレラ毒素はADP ribosyltransferase活性により細胞内のcAMP量を増加 させるが，これらの毒素は強力にオートファジーを抑制 し，その抑制効果はラパマイシン処理によっても解除す ることができない(52)．一方で，黄色ブドウ球菌は細胞 内 のcAMP量 を 低 下 さ せ，そ の 下 流 のEPAC （ex- change protein activated by cAMP）, Rap2Bの活性を抑 制することでオートファジーを上昇させる(53)（図1）． 黄色ブドウ球菌が誘導するオートファジーの意義につい てはオートファジーが殺菌的に働くという報告と細胞内 増殖のためにオートファジーを利用しているという報告 が あ り，今 後 の 研 究 の 進 展 が 待 た れ る と こ ろ で あ る(54, 55)．
②オートファジーを利用する菌（図2）
コクシエラ菌（ ）はIV型分泌機構を もつ細胞内侵入性細菌で，細胞内の酸性vesicleの中で 増殖する．興味深いことにコクシエラ菌が増殖するves- icleはLC3陽性であり，オートファジーを抑制すると増 殖が抑制される．このことからコクシエラ菌は菌を内包 しているエンドソームを増殖に適した環境にするために オートファジーの膜輸送システムを利用していると考え られている(56)．
ブルセラ菌（ ）もIV型分泌機構をも つ細胞内侵入性細菌で，IV型分泌機構依存的にER由来 の 酸 性vesicle（BCV） の 中 で 増 殖 す る．BCVはau- tophagic BCV（aBCV）へと成熟した後に菌は細胞から 放出され隣接細胞に再感染する．BCVがaBCVに成熟
するためにはオートファジータンパク質であるULK1, Beclin1, Atg14が必須であるがAtg5, Atg7, Atg16, LC3 は必要としない(57)．さらに，ULK1はブルセラ菌の細胞 内増殖性には必要ではないが，隣接細胞への再感染に必 要であることからaBCVはブルセラ菌の細胞内ライフサ イクルに必要であることが示唆されている．aBCVは Atg5に依存せず，殺菌的に働かないことから，alterna- tive autophagyの可能性が示唆される．一方で，
はLC3-II量の増加を伴うオートファジー を誘導し，3-メチルアデニンでオートファジーを阻害す ると細胞内の菌数が減少することから，オートファジー を利用して細胞内で増殖することが示唆されている(58)． はIII型分泌装置を有する 菌であり，細胞侵入後にLC3陽性のvesicle内で増殖す る．オートファジーを阻害するとvesicleは成熟・酸性 化しvesicle内の菌は殺菌される．このことから，
はオートファジーを利用して細胞内 で増殖していると考えられている(59)．ペスト菌（
）もオートファジーにより認識されるが，
オートファゴソームの酸性化を阻害することにより細胞 内生残性を獲得していることが報告されている(60)．
アナプラズマ（ ）は二重
膜で包まれたLC3, Beclin1陽性のオートファゴソーム様 のエンドソーム（inclusion）内で増殖することが知られ ている．アナプラズマの細胞内増殖はオートファジー阻 害剤である3-MA（3メチルアデニン）で阻害され，ラ パマイシンで促進される．アナプラズマを内包するLC3 陽性のinclusionは成熟が阻害されており，リソソーム との融合が起きない(61)．興味深いことに，inclusion内 のアナプラズマはIV型分泌装置からAts-1（anaplasma translocated substrate 1）を細胞質へ分泌し，Ats-1は Beclin-1と結合することでカノニカルなオートファゴ ソーム形成を誘導する．さらに，Ats-1陽性のオート ファゴソームはinclusionへとリクルートされ，両者が 融合することでアミノ酸などのエネルギー源をinclu- sion内のアナプラズマへと供給していることが報告され ている(62)．
野兎病菌はオートファジーによる菌の殺菌を阻害して いるが，クロロキンや塩化アンモニウムによりオート ファゴソームの酸性化を阻害し，オートファジーのflux を抑制すると細胞内での菌の増殖が抑制されることか ら，野兎病菌はオートファジーを阻害するだけではな く，FCV内での増殖に利用していることが示唆されて いる(63)．興味深いことに，野兎病菌が細胞内で増殖す るためにはオートファゴソームからアミノ酸などの栄養
を得ることが必要であり，さらにそのオートファジーは 菌に対して殺菌的に働くAtg5依存的なオートファジー とは異なるAtg5非依存的なalternative autophagyの可 能性があることをKawulaらが最近報告している(64)．細 胞内の菌がオートファゴソームから栄養を搾取するとい う戦略はアナプラズマと共通でありたいへん興味深い．
さらに，ブルセラ菌や野兎病菌などalternative autoph- agyを利用している菌は，殺菌的に働くAtg5依存的な オートファジー（Xenophagy）を抑制しつつ，自身の 増殖に必要なAtg5非依存的なオートファジーは阻害し ないという高度な戦略を有していることを示唆してい る．トキソプラズマ原虫感染細胞では，Atg5, Atg7, Atg 16L1に依存し，Atg9a, Atg14, UlK1には依存しな い，オートファジーとは異なる新たな感染防御機構が存 在することが報告されている．同様の殺菌機構はリステ リア菌感染においても観察されており，Atgタンパク質 がオートファジー以外の機能をもつことを示唆する現象 として期待されている(65〜67)．
このように，Atg5には依存せずULK1に依存する オートファジー，Ulk1には依存せずAtg5に依存する オートファジー，Atg5とUlk1の両者に依存するオート ファジー，UlK1には依存しないがLC3は関与するオー トファジー，さらにはAtgタンパク質が関与するが既存 のオートファジーではない殺菌機構など，感染現象にお けるオートファジーをさまざまな型に再度分類し，議論 する段階にきている．
文献
1) M. Cemma & J. H. Brumell: , 22, R540 (2012).
2) V. Deretic, T. Saitoh & S. Akira: , 13, 722 (2013).
3) C. Behrends & S. Fulda: , 2012, 673290 (2012).
4) T. Johansen & T. Lamark: , 7, 279 (2011).
5) S. Shaid, C. H. Brandts, H. Serve & I. Dikic:
, 20, 21 (2013).
6) A. Choy & C. R. Roy: , 21, 451 (2013).
7) J. Huang & J. H. Brumell: , 12, 101 (2014).
8) S. Mostowy & P. Cossart: , 22, 283 (2012).
9) N. Dupont, S. Lacas-Gervais, J. Bertout, I. Paz, B. Freche, G. T. Van Nhieu, F. G. van der Goot, P. J. Sansonetti & F.
Lafont: , 6, 137 (2009).
10) M. B. Mestre, C. M. Fader, C. Sola & M. I. Colombo:
, 6, 110 (2010).
11) M. Cemma, P. K. Kim & J. H. Brumell: , 7, 341 (2011).
12) A. Huett, R. J. Heath, J. Begun, S. O. Sassi, L. A. Baxt, J.
M. Vyas, M. B. Goldberg & R. J. Xavier:
, 12, 778 (2012).
13) P. Wild, H. Farhan, D. G. McEwan, S. Wagner, V. V.
Rogov, N. R. Brady, B. Richter, J. Korac, O. Waidmann, C. Choudhary : , 333, 228 (2011).
14) T. L. Thurston, M. P. Wandel, N. von Muhlinen, A.
Foeglein & F. Randow: , 482, 414 (2012).
15) S. Shahnazari, W. L. Yen, C. L. Birmingham, J. Shiu, A.
Namolovan, Y. T. Zheng, K. Nakayama, D. J. Klionsky &
J. H. Brumell: , 8, 137 (2010).
16) P. S. Manzanillo, J. S. Ayres, R. O. Watson, A. C. Collins, G. Souza, C. S. Rae, D. S. Schneider, K. Nakamura, M. U.
Shiloh & J. S. Cox: , 501, 512 (2013).
17) D. Narendra, A. Tanaka, D. F. Suen & R. J. Youle:
, 183, 795 (2008).
18) S. Mostowy, V. Sancho-Shimizu, M. A. Hamon, R. Sime- one, R. Brosch, T. Johansen & P. Cossart: , 286, 26987 (2011).
19) I. Nakagawa, A. Amano, N. Mizushima, A. Yamamoto, H.
Yamaguchi, T. Kamimoto, A. Nara, J. Funao, M. Nakata, K. Tsuda : , 306, 1037 (2004).
20) P. E. Joubert, G. Meiffren, I. P. Gregoire, G. Pontini, C.
Richetta, M. Flacher, O. Azocar, P. O. Vidalain, M. Vidal,
V. Lotteau : , 6, 354 (2009).
21) A. Deuretzbacher, N. Czymmeck, R. Reimer, K. Trul- zsch, K. Gaus, H. Hohenberg, J. Heesemann, M. Aepfel- bacher & K. Ruckdeschel: , 183, 5847 (2009).
22) L. H. Travassos, L. A. Carneiro, M. Ramjeet, S. Hussey, Y. G. Kim, J. G. Magalhaes, L. Yuan, F. Soares, E. Chea, L. Le Bourhis : , 11, 55 (2010).
23) M. A. Sanjuan, C. P. Dillon, S. W. Tait, S. Moshiach, F.
Dorsey, S. Connell, M. Komatsu, K. Tanaka, J. L. Cleve- land, S. Withoff : , 450, 1253 (2007).
24) M. A. Delgado, R. A. Elmaoued, A. S. Davis, G. Kyei & V.
Deretic: , 27, 1110 (2008).
25) B. Ravikumar, K. Moreau, L. Jahreiss, C. Puri & D. C.
Rubinsztein: , 12, 747 (2010).
26) S. C. Lai & R. J. Devenish: , 1, 396 (2012).
27) R. O. Watson, P. S. Manzanillo & J. S. Cox: , 150, 803 (2012).
28) C. Ito, Y. Saito, T. Nozawa, S. Fujii, T. Sawa, H. Inoue, T.
Matsunaga, S. Khan, S. Akashi, R. Hashimoto : , 52, 794 (2013).
29) M. van der Vaart, C. J. Korbee, G. E. Lamers, A. C.
Tengeler, R. Hosseini, M. C. Haks, T. H. Ottenhoff, H. P.
Spaink & A. H. Meijer: , 15, 753 (2014).
30) I. Tattoli, M. T. Sorbara, D. Vuckovic, A. Ling, F. Soares, L. A. Carneiro, C. Yang, A. Emili, D. J. Philpott & S. E.
Girardin: , 11, 563 (2012).
31) L. A. Baxt, A. C. Garza-Mayers & M. B. Goldberg:
, 340, 697 (2013).
32) Y. Yoshikawa, M. Ogawa, T. Hain, M. Yoshida, M. Fuku- matsu, M. Kim, H. Mimuro, I. Nakagawa, T. Yanagawa, T. Ishii : , 11, 1233 (2009).
33) L. Dortet, S. Mostowy, A. Samba-Louaka, E. Gouin, M. A.
Nahori, E. A. Wiemer, O. Dussurget & P. Cossart:
, 7, e1002168 (2011).
34) I. Tattoli, M. T. Sorbara, C. Yang, S. A. Tooze, D. J. Phil- pott & S. E. Girardin: , 32, 3066 (2013).
35) M. Ogawa, T. Yoshimori, T. Suzuki, H. Sagara, N.
Mizushima & C. Sasakawa: , 307, 727 (2005).
36) M. Ogawa, Y. Yoshikawa, T. Kobayashi, H. Mimuro, M.
Fukumatsu, K. Kiga, Z. Piao, H. Ashida, M. Yoshida, S.
Kakuta : , 9, 376 (2011).
37) L. A. Baxt & M. B. Goldberg: , 9, e94653 (2014).
38) N. Dong, Y. Zhu, Q. Lu, L. Hu, Y. Zheng & F. Shao: , 150, 1029 (2012).
39) A. Choy, J. Dancourt, B. Mugo, T. J. OʼConnor, R. R. Is- berg, T. J. Melia & C. R. Roy: , 338, 1072 (2012).
40) T. C. Barnett, D. Liebl, L. M. Seymour, C. M. Gillen, J. Y.
Lim, C. N. Larock, M. R. Davies, B. L. Schulz, V. Nizet, R.
D. Teasdale : , 14, 675 (2013).
41) M. Cullinane, L. Gong, X. Li, N. Lazar-Adler, T. Tra, E.
Wolvetang, M. Prescott, J. D. Boyce, R. J. Devenish & B.
Adler: , 4, 744 (2008).
42) L. Gong, M. Cullinane, P. Treerat, G. Ramm, M. Prescott, B. Adler, J. D. Boyce & R. J. Devenish: , 6, e17852 (2011).
43) M. C. Lerena & M. I. Colombo: , 13, 814 (2011).
44) S. Honda, S. Arakawa, Y. Nishida, H. Yamaguchi, E. Ishii
& S. Shimizu: , 5, 4004 (2014).
45) E. N. Salomonsson, A. L. Forslund & A. Forsberg:
2, 29 (2011).
46) J. P. Butchar, T. J. Cremer, C. D. Clay, M. A. Gavrilin, M.
D. Wewers, C. B. Marsh, L. S. Schlesinger & S. Tridanda- pani: , 3, e2924 (2008).
47) E. D. Case, A. Chong, T. D. Wehrly, B. Hansen, R. Child, S. Hwang, H. W. Virgin & J. Celli: , 16, 862 (2014).
48) K. L. Fine, M. G. Metcalfe, E. White, M. Virji, R. K. Karls
& F. D. Quinn: , 14, 1402 (2012).
49) I. Tattoli, D. J. Philpott & S. E. Girardin: , 1, 1215 (2012).
50) K. A. Owen, C. B. Meyer, A. H. Bouton & J. E. Casanova:
, 10, e1004159 (2014).
51) R. C. Russell, H. X. Yuan & K. L. Guan: , 24, 42 (2014).
52) S. Shahnazari, A. Namolovan, J. Mogridge, P. K. Kim & J.
H. Brumell: , 7, 957 (2011).
53) M. B. Mestre & M. I. Colombo: , 8, e1002664 (2012).
54) K. Harada-Hada, K. Harada, F. Kato, J. Hisatsune, I. Tani- da, M. Ogawa, S. Asano, M. Sugai, M. Hirata & T. Kane- matsu: , 9, e98285 (2014).
55) A. Schnaith, H. Kashkar, S. A. Leggio, K. Addicks, M.
Kronke & O. Krut: , 282, 2695 (2007).
56) M. G. Gutierrez, C. L. Vazquez, D. B. Munafo, F. C. Zop- pino, W. Beron, M. Rabinovitch & M. I. Colombo:
, 7, 981 (2005).
57) T. Starr, R. Child, T. D. Wehrly, B. Hansen, S. Hwang, C.
Lopez-Otin, H. W. Virgin & J. Celli: , 11, 33 (2012).
58) F. Guo, H. Zhang, C. Chen, S. Hu, Y. Wang, J. Qiao, Y.
Ren, K. Zhang, Y. Wang & G. Du: ,
17, 249 (2012).
59) K. Moreau, S. Lacas-Gervais, N. Fujita, F. Sebbane, T.
Yoshimori, M. Simonet & F. Lafont: , 12, 1108 (2010).
60) C. Pujol, K. A. Klein, G. A. Romanov, L. E. Palmer, C.
Cirota, Z. Zhao & J. B. Bliska: , 77, 2251 (2009).
61) H. Niu, M. Yamaguchi & Y. Rikihisa: , 10, 593 (2008).
62) H. Niu, Q. Xiong, A. Yamamoto, M. Hayashi-Nishino & Y.
Rikihisa: , 109, 20800 (2012).
63) C. Checroun, T. D. Wehrly, E. R. Fischer, S. F. Hayes &
J. Celli: , 103, 14578 (2006).
64) S. Steele, J. Brunton, B. Ziehr, S. Taft-Benz, N. Moorman
& T. Kawula: , 9, e1003562 (2013).
65) J. Choi, S. Park, S. B. Biering, E. Selleck, C. Y. Liu, X.
Zhang, N. Fujita, T. Saitoh, S. Akira, T. Yoshimori : , 40, 924 (2014).
66) J. Ohshima, Y. Lee, M. Sasai, T. Saitoh, J. Su Ma, N. Ka- miyama, Y. Matsuura, S. Pann-Ghill, M. Hayashi, S. Ebisu
: , 192, 3328 (2014).
67) Z. Zhao, B. Fux, M. Goodwin, I. R. Dunay, D. Strong, B.
C. Miller, K. Cadwell, M. A. Delgado, M. Ponpuak, K. G.
Green : , 4, 458 (2008).
プロフィル
小川 道永（Michinaga OGAWA）
＜略歴＞1994年東京大学農学部農芸化学 科卒業／1996年同大学大学院農学生命科 学研究科応用生命化学専攻修士課程修了／
同年株式会社ヤクルト本社中央研究所入 社／1999年東京大学大学院医学系研究科 病因・病理学専攻博士課程入学／2003年 同修了／同年同大学医科学研究所助手，助 教／2012年国立感染症研究所細菌第一部 室長，現在に至る＜研究テーマと抱負＞病 原細菌が保有している病原因子の機能解析 を多角的に行い，病原細菌の新たな感染戦 略，宿主の新たな感染防御機構を明らかに していきたいと考えている＜趣味＞読書 Copyright © 2015 公益社団法人日本農芸化学会
