[ODP-113] Cellular uptake of Clostridium botulinum C2 toxin requires cathepsin B activity
ボツリヌス菌C2毒素は，C2IとC2IIからなる2成分毒素で，両者の共存下で生物活性を示す．C2IIの活性型C2IIaは，細胞膜に結合後，オリゴマーを形成し，これにC2Iが結合し細胞内へ侵入する．C2Iは細胞質のG-アクチンをADP-リボシル化し，細胞のラウンディングを示す．今回，C2毒素の細胞膜からの初期細胞内侵入機構を検討した．我々は，既にC2IIaの侵入には，リソソームのエキソサイトーシスで遊離した酸性スフィンゴミエリナーゼ（ASMase）が関与することを報告した．今回，リソソーム中のカテプシン（CTS）の役割を検討したところ，システインプロテアーゼ阻害剤は本毒素の細胞毒性を抑制した．次に，本毒素処理で遊離するCTSを検討すると，システインプロテアーゼのCTSBとCTSLの活性が上昇した．また，CTSBまたはCTSLをsiRNAでノックダウンした細胞に対する本毒素の作用は，CTSBのノックダウン細胞のみ細胞毒性が抑制された．即ち，C2毒素の侵入はリソソームから遊離したCTSBが関与することが判明された．次に，C2IIaの細胞膜結合に関与するドメイン4（D4）の役割を調べるため，C2毒素の細胞毒性に対する効果を検討すると，D4はC2毒素の細胞毒性と結合を抑制した．以上より，C2IIaはD4ドメインが結合し，オリゴマーを形成する．その結果，細胞外に遊離したASMaseやCTSBによりC2毒素のエンドサイトーシスが促進されると考えられる．