Tolypocladium inflatum

パキバシウムニベウム O. Rostr。（1916）
Tolypocladium niveum （O. Rostr。）ビセット（1983）
Beauveria nivea （O. Rostr。）Arx（1986）
冬虫夏草ペッチ（1937）
Elaphocordyceps subsessilis （ Petch ）GH Sung、JM Sung＆Spatafora（2007）

Tolypocladium inflatumは、もともとノルウェーの土壌サンプルから分離された子嚢菌で、特定の条件下で免疫抑制薬であるシクロスポリンを産生します。その性的段階（テレモーフ）では、コガネムシの寄生虫です。宿主の甲虫の死体から生じる小さな複合子嚢を形成します。その無性段階（アナモルフ）では、土壌上で成長する白いカビです。それは無性の段階でより一般的に見られ、これはもともとTolypocladium inflatumという名前が付けられた段階です。

歴史

1969年、ハンスピーターフレイによって発見されたノルウェーの微小菌類を含む土壌サンプル。スイスに持ち込まれ、そこからTrichoderma polysporumと誤認された真菌が分離されました。 1971年、オーストリアの菌学者Walter Gamsは、分離株をHypocreales属に属するこれまで知られていなかった微小真菌として再確認しました。彼はT. inflatum Gamsと名付けた分離株を収容するためにTolypocladium属を建設しました。分類群は、膨潤したフィアライド、わずかに分岐した分生子柄、およびぬるぬるした頭で生まれた小さな単細胞分生子によって特徴付けられます。カナダの菌学者ジョン・ビセットは1983年にこの菌株を再検討し、 ガムの研究に先立って記述された真菌であるパキバシウム・ニベウム種と一致することを発見した。植物の命名法の出版優先順位の規則に従って、ビセットはTolypocladium niveumの組み合わせを提案しました。しかし、製薬業界にとって真菌の経済的重要性と、誤った名前がすでに定着しているという事実により、以前の名前に対してT. inflatumという名前を正式に保存する提案がなされ、受け入れられ、 Tolypocladium inflatumとしてシクロスポリンを生産するカビ。

成長と形態

Tolypocladium inflatumは、特に寒冷地の高緯度地域で、土壌または落葉落枝で最も一般的に発生します。この種の特徴は、球形に膨潤したフィアライドであり、サブグローブの分生子を抱えた細い首で終了しています。 T. inflatumは鉛に対して非常に耐性があり、鉛で汚染された土壌の菌類を支配することがわかっています。 Baath らによって行われた研究。鉛を含んだ土壌から回収された真菌分離株の35％がT. inflatumであることがわかりました。

1996年、コーネル大学のKathie Hodgeおよび同僚は、カビT. inflatumがCordyceps subsessilisとして知られていたものの無性状態であると判断しました。 Cordyceps subsessilisは後にElaphocordyceps属に移動しました。しかし、2011年のICNの「1つの真菌、1つの名前」の原則では、真菌が同じ種であることが判明した場合、真菌はアナモルフィックとテレオモルフィックの段階に異なる名前を持つことはできません。

T. inflatum株/分離株NRRL 8044（ATCC 34921）のゲノムの配列が決定され、2013年にBushleyと同僚によって公開されました。これは、シクロスポリンが最初に単離されたのと同じ株でした。

代謝産物の生産

Tolypocladium inflatumは、さまざまな生物学的に活性な二次代謝産物を生成する際にHypocrealesの順序で他の菌類に似ています。 T. inflatumから2つの重要な代謝産物グループが生成されます：シクロスポリンとエフラペプチン。シクロスポリンは殺虫および抗真菌特性を示し、移植臓器の拒絶を防ぐために使用される重要な免疫抑制薬です。シクロスポリンAは自己免疫疾患の治療にも使用できる可能性があります。糸状性T. inflatumのゲノムには、反復要素に関連する12遺伝子クラスターが含まれています。エフラペプチンは、殺虫および抗真菌特性も持つミトコンドリアおよび原核生物のATPase阻害剤です。真菌の生態系におけるこれらの代謝産物の役割についてはほとんど知られていない。 2011年に、リンと同僚はT. inflatumの粗抽出物を研究し、真菌が6つの新しい二次代謝産物と4つの他のクラミドスポロール誘導体を生成することを発見しました。

病原性

Tolypocladium inflatumは主に土壌真菌としての性的状態ですが、その性的状態は昆虫、特に甲虫の幼虫の病原体として遭遇しています。ホッジと同僚は、真菌は昆虫の病原体として発生したが、時間とともに進化し、通性土壌サプローブとして無性的に生き残る可能性があることを示唆した。 T. inflatumは線虫に影響を与えることは示されていませんが、研究者のSamsonとSoaresは、 Tolypocladium種には線虫の代替宿主があると仮定しました。 Tolypocladium inflatumは、多くの真菌種のin vitroでの成長を阻害する物質を産生することも示されています。いくつかは、 T。inflatumが特定の真菌植物病原体が宿主に定着するのを阻害する能力があるかもしれないと示唆しています。たとえば、 T。inflatumには、菌根形成の抑制に小さいながらも有意な効果がありました。さらに、 T。inflatumの粗抽出物から分離された二次代謝物は、A549（ヒト肺腺癌）、A375（ヒト悪性黒色腫）、およびMCF-7（ヒト乳癌）を含む8つのヒト腫瘍細胞株に対して中程度の細胞毒性を示しました。

医療用途

Tolypocladium inflatumは、Ciclosporin Aという名前の比較的細胞毒性のない天然の11アミノ酸環状ペプチドの生産のため、バイオテクノロジーで長い間関心を集めてきました。シクロスポリンAは、ヒトシクロフィリンAをターゲットにして結合することにより機能します。このシクロスポリンとシクロフィリンの結合は、カルシニューリンを阻害し、ヒト免疫系を効果的に阻害します。カルシニューリンなしでは、Tリンパ球の活性化T細胞の核因子およびIL-2の転写調節因子の活性はブロックされます。シクロスポリンAは、in vitroのヒト末梢血単核白血球の核形態を卵形から放射状に広がった小葉状構造にかなり変化させます。アラニンラセマーゼの発現レベルは、 T。inflatumによるシクロスポリン産生のレベルに影響します。シクロスポリンAは、移植片拒絶を減らすために臓器移植後の1970年代に初めて医療用途に導入されました。この使用は、シクロスポリンのリンフォカイン生合成を妨げる能力に基づいていました。シクロスポリンAは、抗炎症、抗真菌、および駆虫能力も備えています。自己免疫疾患、関節リウマチ、I型糖尿病、HIV-1の潜在的な治療に推奨されています。シクロスポリンAは、医学での使用にもかかわらず、重大な腎毒性、心毒性、および肝毒性を示します。 T. inflatumが生産するシクロスポリンAを含む薬物は、製薬会社Novartisの主要製品です。