ケトミウム・グロボサム

ケトミウム・グロボサム
ケトミウム・グロボサムの子実体
科学的分類この分類を編集する
王国： 菌類
分割： 子嚢菌門
クラス： ソルダリオミセス
注文： ソルダリアレス
家族： ケトミア科
属: ケトミウム
種：
C. グロボサム
二名法名
ケトミウム・グロボサム
クンツェ （1817）

ケトミウム・グロボサム（Chaetomium globosum）は、ケトミウム科に属する中温性菌としてよく知られています。腐生菌で、主に植物、土壌、藁、糞尿に生息します。内生性のケトミウム・グロボサムは、植物細胞のセルロース分解を助けます。 [ 1 ]森林植物から山地土壌まで、様々なバイオームに生息しています。 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]ケトミウム・グロボサムのコロニーは、屋内や木製品にも見られます。 [ 5 ] [ 6 ]

ケトミウム・グロボサムはヒトのアレルゲンであり、爪真菌症や神経感染症の日和見病原体である。しかし、これらの疾患の発生率は低い。[ 6 ] [ 7 ]

説明

代謝

ほとんどのケトミウム属菌と同様に、C. globosumは菌糸のセルラーゼ活性を利用して植物細胞を分解する。[ 8 ] C. globosumは褐色腐朽菌ではなく軟腐病菌を引き起こすことが知られているが、植物の分解後にはリグニン残留物が残る。[ 8 ]アスペンやマツなど様々な種類の木材を腐らせ、紙や本の色を変えることさえある。[ 8 ] C. globosumのセルラーゼ活性は25～32℃の温度で最もよく機能し、窒素とビオチンによって刺激される。セルラーゼはエチルマロン酸によって阻害される。[ 4 ]

多くの真菌種と同様に、C. globosumはグルコース、マンニトール、フルクトースなどの炭素源からエネルギーを得ます。[ 4 ]フルクトースは通常、菌糸の外でフルクトキナーゼの活性によって分解されますが、グルコースは細胞代謝に利用されずに細胞内に入り込みます。グルコースは最も好ましい炭素源ですが、C. globosumの菌糸の成長は、グルコースよりも酢酸で処理した方が速くなります。炭水化物は、グリコーゲンやトレハロースなどのエネルギー源として菌体内に蓄えられます。[ 4 ]

胞子形成

C.globosumのホモタリックな有性生殖胞子形成は、棍棒状の子嚢果内に扁平なレモン形の子嚢胞子を形成する。C.globosumの子実体の外観は、 Pyrenochaeta属の分生器に類似する。[ 9 ]子嚢果は18～20℃の温度で最適に結実し、 8個の子嚢胞子を持つ子嚢を形成する。[ 10 ]中性pH、微量の二酸化炭素、カルシウムイオンの存在、可溶性糖培地などの追加条件も子実体の発達を促進する。[ 4 ]可溶性糖培地は、グルコース、マルトース、スクロース、セルロースからなる。

胞子形成は暗所かつ26℃前後の高温で起こることが好ましい。[ 4 ]胞子形成にはセルロースの存在も不可欠である。滑らかな子嚢胞子は最初は赤色であるが、成熟すると子実体と子嚢胞子は両方とも黒色になる。[ 3 ] [ 11 ]分岐していない放射状の毛を持つ暗い子嚢殻も見られる。[ 10 ] C. globosumの子嚢殻は、近縁種のChaetomium elatumと外観が似ているが、後者は分岐した子嚢殻毛によって区別される。[ 11 ] C. globosumの子嚢胞子は最適温度よりわずかに高い温度に耐えることができるが、熱死点である55℃を超える温度は胞子にとって致命的である。[ 1 ]

発芽

子嚢胞子は、頂端の生殖孔から球形の小胞を放出することで発芽し、これが後に発芽管に発達する。発芽管はその後、無色の隔壁菌糸に成長する。[ 10 ]糸状の不規則な菌糸の成長により、コロニーは広がり、淡い気菌糸に発達する。[ 11 ] [ 12 ]菌糸の成長により、菌類のコロニーの直径が増加し、これが菌類の成長の指標となることが多い。[ 1 ] Domschらによると、C. globosum属のコロニーは成長が早く、10日間で直径5.5cmまで成長することがある。[ 4 ]子嚢胞子の発芽は、タンニンやストレプトマイセス属の菌類 によって阻害される。一方、発芽はグルコースによって刺激される。グルコース欠乏は発芽レベルの低下をもたらす可能性がある。[ 1 ] [ 4 ]

病理学

室内アレルゲン

ケトミウム・グロボサムは、北米やヨーロッパの湿気の多い建物でよく見られます。[ 13 ]北米の住宅の約10～30%に湿気が原因のカビが生えています。[ 6 ]この菌類はアレルギー性があるため、健康上の懸念があります。[ 8 ] C. globosumの菌糸と胞子はどちらもChg45などの抗原を含んでおり、アレルギー体質の人にIgEおよびIgG抗体の産生を誘発します。IgEの急増は一時的ですが、IgGレベルの上昇は血清中で持続します。 [ 6 ]これにより、汚染された建物の居住者は、非アトピー性喘息、副鼻腔炎、呼吸器疾患を発症する可能性があります。[ 6 ] [ 13 ]このようなアレルギーの発症は、建築材料に塩素酸カリウムを使用することで予防できます。多くの菌株に毒性を持つ塩素酸は、菌類の硝酸還元酵素を利用して毒性のある亜塩素酸を生成することで、菌類における硝酸還元を阻害します。C . globosumが硝酸還元酵素を有するかどうかは不明ですが、塩素酸はC. globosumの毒素としてよく知られています。しかし、塩素酸は子嚢殻の形成を抑制するものの、菌糸の成長や胞子形成には影響を与えません。[ 8 ]

ケトミウム・グロボサムのコロニーは潜在的なアレルゲンであり、湿った建物に生息すると、室内空気質の悪化の原因となることが多い。[ 8 ] [ 12 ]コロニーは、湿った木材やタイルにも検出される。胞子は通常、空気中では検出されないものの、吸入するとアレルギー反応や呼吸器疾患を引き起こす可能性がある。[ 8 ] [ 14 ] [ 13 ]

爪真菌症

C. globosumは腐生菌ですが、ヒトの日和見爪真菌症や皮膚感染症を引き起こす可能性があります。このような非皮膚糸状菌性種は、爪真菌症の症例のごく一部を占めています。[ 12 ]しかし、ヒトにおけるこのような病態はまれです。C . globosumによる爪真菌症の最初の症例は韓国で報告され、患者は爪の角質増殖症を発症しました。この疾患の症状は、抗真菌薬テルビナフィンとアモロルフィンによる治療で治癒しました。[ 7 ]アムホテリシンBは、Chaetomium属の病原菌には効果がありません。[ 15 ]

ケトミウム属菌による脳感染症および肺感染症は珍しくありません。免疫不全患者では表在性真菌症を引き起こすことが知られています。[ 12 ] C. globosumは、点状出血や皮膚病変、褐色菌糸症、脳膿瘍を引き起こすことがあります。脳膿瘍は非常にまれです。[ 15 ]ある症例では、免疫不全の腎移植患者がC. globosum感染により致死的な脳膿瘍を発症しました。この菌株がどのようにして脳に播種したかは不明でした。[ 16 ]病原体を同定するために、感染組織をKOHで処理しました。その結果、 C. globosumに特徴的な隔壁のある暗色の菌糸が観察されました。[ 15 ]

マイコトキシン

ケトミウム・グロボサム（Chaetomium globosum）は、エモジン、クリソファノール、ケトグロボシンA、B、CD、E、F、ケトミン、そしてアザフィロンであるケトビリジンを産生する。ケトミンは哺乳類およびグラム陽性細菌に対して毒性を誘導する。 [ 4 ] [ 17 ]これにより、 C. globosumに感染した植物は細菌性疾患に対する抵抗力を獲得する。サイトカラシン系マイコトキシンであるケトグロボシンAおよびCは、哺乳類細胞における細胞分裂と細胞運動を阻害する。これらのサイトカラシンはアクチンに結合し、アクチンの重合に影響を与える。実際、ケトグロボシンAは、たとえ微量であっても、動物細胞に対して高い毒性を示す。[ 14 ]

マイコトキシンはC. globosumのコロニーの成長を助け、その効果を発揮します。これは通常、マイコトキシンが最適なレベルで産生される中性pHで起こります。[ 7 ] [ 14 ]

マイコトキシンであるケトビリジンは、 C. globosumを投与されたマウスにおいて腫瘍形成を抑制することが知られている。[ 18 ]その細胞毒性活性は癌細胞を破壊します。[ 17 ] [ 19 ]このようなマイコトキシンの役割を理解することは、新しい薬剤の応用につながる可能性があります。[ 18 ]

農業用途

Chaetomium globosumは多くの植物に内生する。その無症状のコロニー形成は、植物の金属毒性に対する耐性を補助する。[ 20 ]銅などの重金属は植物の成長を抑制し、光合成などの代謝プロセスを阻害する。トウモロコシをC. globosumで処理したところ、成長阻害が軽減され、バイオマスが増加した。[ 20 ] C. globosumはイチョウにも生息することが知られている。[ 17 ]これらの植物は、この内生菌を利用して細菌性病原体を抑制している。実際、子嚢胞子接種は、処理された植物の萎凋病、リンゴの黒星病、種子枯れなどの細菌性疾患の症状を軽減する。[ 21 ]植物のストレス耐性と微生物防御を強化するため、C. globosumの施用は農業用途に有益である。[ 20 ]

参考文献

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  3. ^ a b「www.phadia.com/en」 2014年10月17日閲覧。
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