クロストリジウム-ディフィシル毒素B

グルコシルトランスフェラーゼの触媒スレオニン残基がRhoファミリーなどの小さなGtpアーゼのファミリーを不活性化すると、標的細胞内のRac、Cdc42がシグナル伝達機構を乱し、アクチン細胞骨格、細胞-細胞接合、アポトーシスの機能不全につながる（図。 5). Ｒｈｏはアクチンストレス繊維の活性を誘導する。 Racタンパク質は、膜ラフリングおよびNADPH-オキシダーゼ好中球の活性を制御する。 Cdc42はfilopodiaのFアクチンフィラメント形成を調節します。

いくつかの研究は、哺乳動物細胞におけるTcdBの存在が細胞形態および細胞シグナル伝達内の急速な変化をもたらすことを実証している。 短時間のうちに、細胞は、TcdBおよびTcdAの少量の投与量を有するプラークの外観を有する。 さらに、細胞の死は、細胞が中毒された後のこれらの毒素の主要な影響である。 Dontaらによる調査。 また、TcdBは、チャイニーズハムスター卵巣細胞、ヒト子宮頸部上皮細胞、マウス副腎細胞、ラット肝細胞、ラット星状細胞などの他の哺乳動物細胞に深刻な影響を与えていることを転送した（図。3).

細胞傷害活性は細胞型に基づいており、これは4倍から200倍の範囲である可能性がある。 一般に、細胞がTcdBに感染すると、それらは構造的完全性を失うだけでなく、F-アクチンフィラメントの減少も失う。 Ｔｃｄｂによる細胞回旋は、２時間以下である（図２）。 4）、しかし限り細胞死が行くように、それは約24時間かかることがあります。 クロストリジウム-ディフィシル関連下痢（CDAD）に関しては、細胞骨格アクチンフィラメントの完全性を失うと、彼らはまた、その正常な機能を失うので、cytopathicityの効果は、実際の細胞死よりも重要である。

小さなGTPasesEditへの影響

宿主細胞内でのＴｃｄｂによる細胞傷害活性の原因は、主に受容体エンドサイトーシスを介して媒介される。 酸性エンドソームは、毒素Bがサイトゾルに入ることを可能にする。 この現象は、毒素が宿主細胞に入ることを可能にする結合受容体領域によって起こる。 宿主細胞のサイトゾルの接近性を介して、Ｔｃｄｂは、小さなＧｔｐアーゼを不活性化する（図３）。 例えば、Ｃｄｃ４ ２およびＲａｃ中のトレオニン３ ５、およびＲｈｏ中のトレオニン３ ７のグリコシル化プロセスによるＲｈｏファミリーメンバー ＲａｃおよびＣｄｃ４ ２。 これらのRho Gtpアーゼは、アクチン細胞骨格の組織を担う真核細胞のサイトゾル中に遍在的に見出され、サイトゾル中の毒素は、細胞の丸めと膜blebbingの結果としてアクチンフィラメントの凝縮を引き起こすためである（Fig. 3）、最終的にアポトーシスにつながる。 TcdBは、細胞の動態および形態に重大な変化を引き起こす。 図3は、細胞の表面上の毒素Bの可能性のある効果を示しています;膜blebbing(黒い矢印). さらに、Ｔｃｄｂは、Ｒｈｏ Ｇｔｐアーゼを不活性化する。 結果として、細胞-細胞接合部が破壊され、毒素Bの上皮透過性および内腔内の流体蓄積が増強される。 これは、クロストリジウム-ディフィシル関連下痢（CDAD）を収縮させる主な原因物質の一つである（図。 5).

さらに、ＵＤＰ−グルコースのＴｃｄｂによる加水分解速度は、Ｔｃｄａよりも約５倍大きい。 いくつかの研究では、Rhoは、原形質膜の細胞質側で起こるプレニル化およびカルボキシメチル化を介して翻訳後修飾を示すことが示されているため、GTPのGDPへの交換が行われている。 ＴｃｄｂがＲｈｏおよび他の小さなＧｔｐアーゼに結合すると、ＧＴＰはＧＤＰに加水分解され、ＧＴＰ結合（活性）からＧＤＰ結合（不活性）に至る（図２）。 5). さらに、この交換活性は、細胞のサイトゾル中のグアニン因子によって調節される。

シグナル経路の乱れ編集

Rho、Rac、Cdc42の細胞調節は、細胞骨格のアクチンフィラメント近傍の外側に影響を与えます（図。 図4)に示すように、これらの小さなGtpアーゼは、マイトジェン活性化プロテインキナーゼキナーゼ(MAPKKs)を介してシグナルを調節する細胞周期に組み込 アクチンフィラメントに関与していない細胞のいくつかの生理学的部分は、すぐに細胞の丸めや細胞死を引き起こさないかもしれないが、下流の細

1993年、Shoshanらによって行われた研究。、TcdBを有する細胞がホスホリパーゼA2活性を変化させることを示した。 これはアクチン細胞骨格の破壊から独立した出来事であった。 Shoshan et al. また，ＴｃｄｂはホスホリパーゼＤを介してＲｈｏ蛋白質を不活性化することにより受容体シグナル伝達活性を阻害することを示した。

細孔形成編集

TcdBは、毒素Bがサイトゾルの一部である場合、グルコシルトランスフェラーゼがエンドソーム膜を通過し、pHを低下させ、転座を誘導し、最終的に転座領域残基（958-1130）の形態学的変化をもたらす。 疎水性領域は宿主膜に埋め込まれ、グルコシルトランスフェラーゼドメインが通過することを可能にする細孔を形成する。 細胞が酸性環境でTcdBに感染すると、毒素を減衰させ、形状の再配列を引き起こします（図2）。 6). 酸性pHの結果として、TcdBは、トリプトファンの元の蛍光、プロテアーゼの感受性、および疎水性表面の明確な違いを表示します。 別のグループは、酸性化が毒素の立体配座変化をもたらし、さらに重要なことに、細孔を形成するのに役立つことを示している。 転座領域と推定される（図１）。 2)は残余958-1130が疎水性で、transmembraneの気孔の形成に責任があるおよそ801-1400のアミノ酸を構成します。 研究の大部分は、Ｃ．ｄｉｆｆｉｃｉｌｅ毒素の細孔形成活性を示すためにＴｃｄｂ株６ ３ ０を使用した。

pHEdit

によって誘導されたTcdBのタンパク質分解切断の効果が細胞表面または酸性エンドソームで起こるかどうかを調べるために、エンドソームのv型H+-Atpアーゼをブロックすることが知られているバフィロマイシンA1を用いた研究が行われた。 これはエンドソームの酸性度を低下させる。 Ｔｃｄｂの生理学的取り込み経路はＴｃｄｂによる細胞変性活性を防止する。 細胞が酸性条件（pH4.0）で5分間TcdBを37℃で細胞表面に結合した後、形状の再配列および丸めが観察された。 しかし、丸みを帯びた細胞は、同様のパラメータを有する中性pH（7.0）で追加の時間インキュベートしたとき、細胞の丸めは観察されなかった。 両方の研究は、毒素Bは、細胞質ゾルへのアクセスのために重要であるタンパク質分解切断の特性を有することを示した。 酸性エンドソームpHを有すると、TcdBのトポロジー的変化が生じる(図6)。

遺伝子編集

TcdBタンパク質をコードする遺伝子、tcdBは、19.6kbの染色体領域内に位置しています。 これは病原性の遺伝子座(PaLoc)として知られています(図2)。 TcdBのオープンリーディングフレーム(ORF)の長さは7,098ヌクレオチドである。 PaLoc領域の主要な毒素遺伝子のほかに、PaLoc領域にコードする他の3つの補助遺伝子があることに言及することが重要です。: 中間のtcdR（L）、tcdC（R）およびtcdE。 これらの遺伝子は、ＴｃｄａおよびＴｃｄｂの発現を調節するのに役立つ。 それらはまた細胞から毒素を分泌するか、または解放するのを助けます。 Ｔｃｄｂとｔｃｄａの間に位置するコード遺伝子ｔｃｄｅはｈｏｌｉｎ蛋白質に類似しており，ｔｃｄｅはＴｃｄａとＴｃｄｂの放出または分泌を増強し，結果的に宿主細胞膜の透過性を増加させるファシリテーター遺伝子として働くことが示唆された。

毒素検出

C.difficileには異なるプラスミドサイズがあります。 検出された分子量は2.7×106から100×106までの範囲であるが、プラスミドサイズは毒性と相関を示さない。 C.difficileの毒素Bのレベルを検出するためには、臨床医は広くPMCの患者からの腰掛けの標本から得られる細胞培養の試金を使用します。 細胞培養アッセイは、少量の毒素Bが細胞の丸めを引き起こす可能性があるため、C.difficileの毒性を検出するための”金本位”とみなされている（図。 4)従って、それはTcdBによって引き起こされるCDADとの相関関係を作る臨床実験室の主要な利点です。 大きなクロストリジウム毒素（LCTs）の細胞毒性活性は、PMC患者の便標本で発見されたが、毒素B活性は、毒素Aと比較して、より有害な細胞毒性効果を有してい; 毒素Bの1pg/mL少し線量を使用して細胞の円形化を引き起こすには十分です。 これは、PMC患者の毒性を検出するために培養組織アッセイを使用することにおける主要な利点である。 臨床検査室では、pmc患者の糞便中の毒素Bの細胞毒性活性を検出するために、アッセイmicrotiterプレート酵素結合免疫吸着アッセイ（ELISA）および他の技術を使用しようとしていたにもかかわらず、結果は、細胞培養アッセイが使用されたものほど正確ではありません。

クリンダマイシンは、培養増殖培地に、研究は、C.difficile培養における細胞傷害活性が4-8倍に増加することを示している。 また、PMCの原因に抗生物質の役割を知って、多くの以前の研究は、毒素の抗菌剤の生産の効果に焦点を当てました。 その結果，バンコマイシンとペニシリンのレベルの阻害下の性質がＣ．ｄｉｆｆｉｃｉｌｅの培養における毒素産生を増加させていると結論した。 毒素産生量は生物の成長培地の使用量と相関した。 別の研究は、Ｔｃｄｂの高レベルの毒素産生が、脳および心臓注入ブロスのような複雑な媒体において観察されたことを示した。 高レベルの毒素は、高病原性の単離によって産生された。 逆に、低レベルの毒素は、弱毒性の単離で産生された。 したがって、それは毒素の産生が共調節されたことを示している。 毒素を表現する信号の調整の環境の介入の後ろのメカニズムが理解されないが、in vitroの調査は毒素の表現が異化物の抑制および圧力、例えば抗生物質 別の研究では、十分に特徴付けられた培地中のビオチンを制限すると、TcdBの産生が64倍、TcdAが35倍増加することが示されている。 これは0.05nM小さいビオチンのC.difficileそして線量とされました。 他のいくつかの初期の研究は、毒素の産生は、毒素TcdAまたはTcdBのいずれかのストレスまたは異化物抑制に対処するために何かを持っているという説 また、多くの研究では、他の研究の違いの主な理由は、C.difficileのすべての分離株で毒素産生が起こらないことによるものであると述べています。