毒性

毒性とは、病原体または微生物が宿主に損傷を与える能力のことです。

ほとんどの場合、特に動物システムでは、毒性は微生物が宿主に引き起こす損傷の程度を指します。[ 1 ]生物の病原性、つまり病気を引き起こす能力は、その毒性因子によって決まります。[ 2 ] [ 3 ]遺伝子対遺伝子システムの特定の文脈では、多くの場合植物で、毒性は病原体が耐性宿主に感染する能力を指します。[ 4 ]毒性はプラスミドを使用して伝達されることもあります。

名詞「毒性」（ラテン語名詞「virulentia」）は、病気の重症度を意味する形容詞「 virulent 」に由来する。 [ 5 ]「毒性」という言葉は、ラテン語の「virulentus」に由来し、「毒の塗られた傷」または「毒に満ちた」を意味する。[ 5 ] [ 6 ]毒性という用語はウイルスにのみ適用されるのではない。

生態学的な観点から見ると、毒性とは寄生虫が宿主に対して誘発する適応度の喪失である。毒性は、近因（病原体の特定の形質のうち宿主の病気を引き起こすもの）と究極的原因（病原体株に毒性特性をもたらす進化的圧力）の観点から理解することができる。[ 7 ]

毒性細菌

細菌が病気を引き起こす能力は、感染細菌の数、体内への侵入経路、宿主防御機構の作用、そして細菌の固有の特性（病原性因子）によって説明されます。多くの病原性因子は、いわゆるエフェクタータンパク質であり、タイプ3分泌システムなどの特殊な分泌装置によって宿主細胞に注入されます。宿主媒介性病原性は、宿主が感染に対して積極的に反応し、感染が抑制されている間に宿主防御機構が宿主組織に損傷を与える可能性があるため、しばしば重要です（例：サイトカインストーム）。

細菌の毒性因子は、典型的には酵素によって合成されるタンパク質またはその他の分子である。これらのタンパク質は、染色体DNA、バクテリオファージDNA、またはプラスミド上の遺伝子によってコードされている。特定の細菌は、可動性遺伝要素と水平遺伝子伝播を利用する。そのため、これらの特定の毒性因子と可動性遺伝要素を標的とした、特定の細菌感染症に対抗する戦略が提案されている。[ 8 ]細菌はクオラムセンシングを利用して分子の放出を同期させる。これらはすべて、宿主における罹患の直接的な原因である。

細菌が病気を引き起こす方法

接着
多くの細菌は、まず宿主細胞表面に結合する必要があります。細菌の宿主細胞への接着に関与する細菌および宿主分子は数多く同定されています。細菌の宿主細胞表面受容体は、しばしば他の機能に不可欠なタンパク質です。一部の病原体は、宿主細胞の周囲に粘液層や抗菌物質が存在するため、直接接触接着を確立することが困難です。
植民地化
一部の毒性細菌は、宿主の体の一部に定着するための特殊なタンパク質を産生します。ヘリコバクター・ピロリ菌は、ウレアーゼという酵素を産生することで、ヒトの胃の酸性環境下で生存することができます。この細菌が胃粘膜に定着すると、胃潰瘍や胃がんを引き起こす可能性があります。ヘリコバクター・ピロリ菌の様々な菌株の毒性は、ウレアーゼの産生レベルと相関する傾向があります。
侵入
一部の毒性細菌は、宿主細胞膜を破壊したり、自身のエンドサイトーシスまたはマクロピノサイトーシスを刺激して宿主細胞に侵入するタンパク質を産生します。これらの毒性因子は、細菌が宿主細胞に侵入し、体表面の上皮組織層を通過して体内に侵入することを可能にします。
免疫応答阻害剤
多くの細菌は、宿主の免疫防御を阻害する毒性因子を産生します。例えば、細菌の一般的な戦略は、宿主の抗体に結合するタンパク質を産生することです。肺炎球菌（Streptococcus pneumoniae）の多糖体莢膜は、宿主の免疫細胞による細菌の貪食を阻害します。
毒素
多くの毒性因子は、細菌が産生するタンパク質であり、宿主細胞を毒化し、組織損傷を引き起こします。例えば、細菌が産生する食中毒毒素は数多くあり、人間の食品を汚染する可能性があります。これらの毒素の中には、調理後も「腐った」食品に残留し、汚染された食品を摂取すると病気を引き起こすものもあります。また、調理時の熱によって化学的に変化し、不活性化される細菌毒素もあります。

毒性ウイルス

ウイルスの毒性因子は、ウイルスの複製、宿主防御の改変、宿主内での拡散を可能にし、宿主に対して毒性を持つ。[ 9 ]

それらは、感染が起こるかどうか、そして結果として生じるウイルス性疾患の症状がどれくらい重篤であるかを決定します。ウイルスは多くの場合、特異的に結合する宿主細胞上の受容体タンパク質を必要とします。通常、これらの宿主細胞タンパク質はエンドサイトーシスで摂取され、結合したウイルスは宿主細胞に侵入します。AIDS を引き起こすHIVなどの毒性ウイルスは、宿主防御を回避するメカニズムを持っています。 HIV はT ヘルパー細胞に感染し、それが宿主の適応免疫応答の低下を招き、最終的には免疫不全状態を引き起こします。 AIDS によって引き起こされる免疫系の破壊によって二次的に日和見感染が起こると、死に至ります。一部のウイルスの毒性因子は、ウイルス誘発性の発熱時など、宿主の防御炎症反応中に複製する能力を付与します。多くのウイルスは、ほとんど損傷を受けずに長期間宿主内に存在することができます。極めて毒性の強い株は、最終的に宿主内のウイルス集団内での突然変異と自然淘汰によって進化する可能性があります。神経毒性という用語は、神経系に侵入して病気を引き起こす可能性のある狂犬病や単純ヘルペスなどのウイルスに使用されます。

広く研究されている毒性ウイルスのモデル生物には、大腸菌や多くの関連細菌に感染するウイルス T4やその他のT 型バクテリオファージが含まれます。

毒性バクテリオファージの溶菌ライフサイクルは、温帯性バクテリオファージの温帯ライフサイクルとは対照的である。[ 10 ] [ 11 ]

参照

参考文献

ウィキメディア・コモンズには、 Virulenceに関連するメディアがあります。
  1. ^ Pirofski LA, Casadevall A (2012). 「Q&A：病原体とは何か？論点をすり替える質問」 . BMC Biology . 10 :6. doi : 10.1186 /1741-7007-10-6 . PMC  3269390. PMID  22293325 .
  2. ^ 「MeSH - Medical Subject Headings, Karolinska Institute, 2010年4月13日」。2016年3月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年4月13日閲覧。
  3. ^ Biology Online (2019年10月7日). 「毒性」 . Biology Online .
  4. ^ Thrall, Peter H.; Burdon, Jeremy J. (2003). 「植物宿主病原体メタ個体群における毒性の進化」. Science . 299 ( 5613): 1735–7 . Bibcode : 2003Sci...299.1735T . doi : 10.1126/science.1080070 . ISSN 0036-8075 . PMID 12637745. S2CID 6894315 .   
  5. ^ a b「virulent」。オックスフォード英語辞典（オンライン版）。オックスフォード大学出版局。(サブスクリプションまたは参加機関のメンバーシップが必要です。)
  6. ^ Lewis, Charlton T.; Short, Charles. "vīrŭlentus" . A Latin Dictionary . 2023年1月2日閲覧。
  7. ^ 「植物病害｜重要性、種類、伝染、防除｜ブリタニカ」 www.britannica.com . 2023年1月2日閲覧。
  8. ^ Keen, EC (2012). 「病因のパラダイム：疾患の可動性遺伝要素を標的とする」 . Frontiers in Cellular and Infection Microbiology . 2 : 161. doi : 10.3389/fcimb.2012.00161 . PMC 3522046. PMID 23248780 .  
  9. ^ Flint, S.Jane; Enquist, Lynn W.; Racaniello, Vincent R.; Skalka, Anna Marie (2009). Principles of Virology. Vol. II Pathogenesis and Control (第3版). Washington, DC: ASM. pp.  42–7 . ISBN 978-1-55581-480-9。
  10. ^マディガン, MT; マーティンコ, JM (2006).ブロック微生物学（第11版）. プレンティス・ホール. ISBN 978-0-13-144329-7。
  11. ^ 「溶菌ファージ | ウイルス | ブリタニカ」www.britannica.com . 2023年1月2日閲覧。
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