細菌の接着と定着

接着は、ほとんどの細菌感染症における最初の決定的なステップです。病原体が定着、侵入、または毒素を放出する前に、粘液の流れ、蠕動運動、尿などの排除力に抗して、宿主表面に自身を固定する必要があります。この付着を媒介する表面分子であるアドヘシンは、特定の宿主受容体を認識し、特定の病原体がどの組織を占有できるかを決定するのに役立ちます。

Definition

細菌の接着とは、アドヘシン（線毛/線維または表面固定タンパク質）が相補的な宿主受容体を認識することによって、細菌が宿主細胞または表面に特異的に結合することです。定着とは、その部位での細菌集団のその後の確立と増殖を指します。

Scope

このトピックでは、細菌付着の分子機構、線毛性アドヘシンと非線毛性アドヘシンの区別、組織親和性の根底にある受容体特異性、および初期接着から安定した定着とバイオフィルム形成への移行について扱います。これは細菌病原性に関する参照トピックであり、臨床的ガイダンスではありません。

Core questions

• 付着を媒介する分子は何であり、それらはどのような宿主受容体を認識しますか？
• アドヘシンと受容体の特異性は、組織親和性をどのように形成しますか？
• 可逆的な初期接触は、どのようにして安定した定着とバイオフィルムへと成熟しますか？

Key concepts

• アドヘシン
• 線毛と線維
• 先端アドヘシン（例：FimH）
• 非線毛性（非線維性）アドヘシン
• 受容体特異性と組織親和性
• 定着
• バイオフィルム形成

Mechanisms

接着は通常、専用の経路（シャペロン-ユッシャーシステムなど）によって組み立てられる、長く毛状の線毛または線維から始まります。これらの先端アドヘシンは、特定の宿主糖鎖またはタンパク質に結合します。例えば、尿路病原性大腸菌の1型線毛は、FimHアドヘシンを使用してマンノース化受容体に結合します。その後、細胞壁に固定されたより短い非線毛性アドヘシンが密接な接触を媒介することがあります。受容体特異性は組織親和性を決定し、病原体をそのアドヘシンが認識する受容体を発現する表面に限定します。安定した付着により、集団は機械的排除に抵抗し、増殖し、多くの種では表面付着バイオフィルムコミュニティへと成熟することができます。

Clinical relevance

接着は感染の最初のステップであるため、アドヘシンはワクチンおよび抗接着研究の標的であり、その受容体特異性は、特定の細菌が特定の組織を感染させる理由を説明するのに役立ちます。この項目は、参照のために付着メカニズムを記述するものであり、診断または治療の推奨を提供するものではありません。

History

特定の表面分子が細菌の付着を制御するという認識は、20世紀半ばの線毛と赤血球凝集に関する研究から生まれ、シャペロン-ユッシャー線毛経路とFimHなどの先端アドヘシンの分子解剖によって成熟しました。これにより、細菌が宿主受容体をどのように認識するかについての具体的な構造的理解が得られました。

Key figures

• Pascale Cossart
• Javier Pizarro-Cerda
• Stanley Falkow
• Scott Hultgren

Seminal works

• pizarro-cerda-cossart-2006
• finlay-falkow-1997

Frequently asked questions

接着が感染の最初のステップと見なされるのはなぜですか？

宿主表面は、粘液の流れ、体液の動き、および剥離によって継続的に排除されます。細菌がアドヘシンによって自身を固定しない限り、定着、侵入、または毒素の放出を行う前に洗い流されてしまいます。

接着は組織親和性とどのように関連していますか？

アドヘシンは特定の宿主受容体に結合するため、病原体は一致する受容体を発現する組織のみに定着できます。これは感染が発生する場所を決定する主要な要因です。