「顧みられない熱帯病」マイセトーマ 病巣の保護構造形成メカニズムを解明~宿主と原因菌の「鉄の奪い合い」が鍵~

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2025-06-26 大阪大学 ヒューマン・メタバース疾患研究拠点

大阪大学WPI‑PRIMeのイマド・アブケセーサ特任教授らは、Nature Communicationsにて、マイセトーマ病変(グレイン)のバリア構造形成における鉄の奪い合いメカニズムを解明しました。昆虫モデル(ガリアリア・メリオネラ)を用いた感染7日間の時系列RNA解析により、病原菌・宿主ともに鉄の取り込み制御が病巣成長を左右し、病原菌はシデロフォアを分泌して鉄(III)を強固に捕捉していることが判明。また、宿主内の鉄濃度がグレイン内への菌の封じ込みか、拡散を制御する重要因子であることも示されました。これにより、鉄供給阻害がマイセトーマの新規治療標的となる可能性が明らかとなり、顧みられない熱帯病研究における重要なマイルストーンと言えます。

「顧みられない熱帯病」マイセトーマ 病巣の保護構造形成メカニズムを解明~宿主と原因菌の「鉄の奪い合い」が鍵~
図 1 マイセトーマに感染した際に皮下組織に作られるグレインの組織学的観察。感染後7日後までの時間経過を顕微鏡像(倍率 40 倍)で示した。粒状の構造が形成される過程で、カプセルのような強固な保護構造が形成されていく様子が観察できる。

<関連情報>

ガレリア・メロネラにおけるマドゥレラ・マイセトマティスの穀粒発育中に発現する鉄調節経路 Iron regulatory pathways differentially expressed during Madurella mycetomatis grain development in Galleria mellonella

Imad Abugessaisa,Mickey Konings,Ri-Ichiroh Manabe,Cathal M. Murphy,Tsugumi Kawashima,Akira Hasegawa,Chitose Takahashi,Michihira Tagami,Yasushi Okazaki,Kimberly Eadie,Wilson Lim,Sean Doyle,Annelies Verbon,Ahmed H. Fahal,Takeya Kasukawa & Wendy W. J. van de Sande
Nature Communications  Published:25 June 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-60875-2

Abstract

Mycetoma is a chronic granulomatous infection of the subcutaneous tissue, most often caused by the fungal pathogen Madurella mycetomatis. Characteristic of the infection is the formation of grains. However, knowledge of the function and formation of the grain is limited. Here, we use a Galleria mellonella larvae infection model and transcriptomic profiling to identify processes associated with M. mycetomatis grain formation. Larvae were infected with M. mycetomatis and, after 4, 24, 72 and 168 h post-inoculation, RNA was extracted from larval content and sequenced. We found that 3498 G. mellonella and 136 M. mycetomatis genes were differentially expressed during infection. In particular, genes encoding proteins related to iron transport were highly expressed by both G. mellonella (transferrin and ferritin) and M. mycetomatis (SidA, SidD and SidI). LC-MS/MS analysis of M. mycetomatis cultured under iron-limiting conditions revealed the presence of SidA and SidD orthologs, and concurrent RP-HPLC and LC-MS identified a singly charged, putative siderophore in culture supernatant. Furthermore, we show that M. mycetomatis can obtain iron from holoferritin. Thus, our results highlight the importance of iron acquisition pathways during grain formation, suggesting potential avenues for development of new diagnostic and therapeutic strategies for mycetoma.

医療・健康
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