モルモットを用いたヨーネ菌実験感染系の確立と宿主の免疫学的・病理組織学的特性

摘要

The aims of this study are to establish a small animal model for the study of Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (MAP) infection, and to elucidate the mechanism of infection and fecal shedding of MAP, instead of a time consuming bovine experimental model. Guinea pigs were inoculated intraperitoneally with different species or subspecies of mycobacterium in order to characterize MAP infection. We have found that the inoculated organisms aggregate in the duodenum, and are excreted into feces within 24 hours after inoculation. Because it has been reported that the aggregation of macrophages in the tip of intestinal villi of guinea pigs, the macrophages ingested organisms seems to be involved in this in vivo dynamics of inoculated mycobacterium. Furthermore, thickening of the duodenum caused by infiltration with marked inflammatory cells and granulomas in the lamina propria mucosa have been observed after two months in guinea pig infected with MAP. Besides, exhaustive analysis of differentially expressed genes in the duodenum from infected and non-infected guinea pigs was performed by DNA microarray, and found Regenerating islet-derived 3 gamma which is one of the unique host gene expression characteristic for MAP infection. These histpathological, bacteriological and molecular biological results may be useful for understanding mycobacterium infections including MAP.%牛を用いたヨーネ菌実験感染は本来の宿主における免疫応答や病態の解明に必須であるが，長い潜伏期間のため研究遂行には長時間を必要とする。そこで，適切な実験小動物を用いたヨーネ菌の実験感染系の確立と，その実験系を用いた本菌の感染・排菌機構，本菌に対する宿主免疫応答の解析を試みた。抗酸菌をモルモット腹腔内接種すると1日以内に菌は十二指腸に集まり，接種1日後から排菌が認められ，菌の動態を組織学的に立証することができた。また，ヨーネ菌腹腔内接種2 か月後のモルモット十二指腸は肥厚しており，粘膜固有層に顕著な炎症性細胞浸潤が認められ，肉芽腫性病変の形成も確認ざれた。さらに，ヨーネ菌接種モルモットの十二指腸における発現遺伝子についてDNA マイクロアレイを用いて網羅的に解析したところ，Regenerating islet-derived 3 gamma などいくつかのヨーネ菌感染に対する宿主病変で特徴的に発現亢進及び低下している遺伝子がみつかった。このように，ヨーネ菌感染の特徴を示唆する病理組織学的，細菌学的，分子生物学的所見が得られ，個体レベルでの発病機構解明に繋がることが期待される。