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細菌薬剤排出ポンプの構造と機能の解明および耐性菌感染症治療薬への応用

Research Project

Project/Area Number 14J30009
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biological pharmacy
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

山崎 聖司  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (70757301)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords排出ポンプ / 多剤耐性菌 / 大腸菌 / AcrB / トランスポーター / 感染症 / 薬剤耐性 / バイオフィルム
Outline of Annual Research Achievements

一部の菌株は固体・生体表面に付着後、強固なバイオフィルムを形成する。バイオフィルムは宿主免疫回避・抗菌薬浸透阻害に役立ち、細菌の自然抵抗性を大幅に上昇させる。臨床現場では、カテーテルに定着したバイオフィルム産生菌による院内感染や、薬物療法が困難な歯周病・齲蝕が大きな問題となっている。近年、同じく自然抵抗性に寄与する薬剤排出ポンプとバイオフィルムの関係性についての研究が盛んに行われているが、研究グループごとに主張が異なり、議論が紛糾している。そこで、これまでに検討されていない経時的なデータ収集と解析を行い、バイオフィルム形成における薬剤排出ポンプの役割を明確にすることで、議論の終結を目指した。
大腸菌バイオフィルム産生株TG1を用いて各薬剤排出ポンプ欠損株を構築した。24時間培養後、全株が正常に生育していたものの、バイオフィルムをcrystal violet で染色し測定した結果、acrABmdtABC欠損株のみ値が著しく小さかった。acrAB欠損株・mdtABC欠損株は正常なバイオフィルムを形成することも確認した。そこで、両ポンプがバイオフィルム形成のどの過程に関与するのか調べるため、経時的観測を行った。acrABmdtABC欠損株のバイオフィルムは、4時間培養時点では十分量存在していたにも関わらず、その後時間依存的に減少し、24時間培養時点ではほとんど消失していた。
これらの結果より、AcrABおよびMdtABCは、バイオフィルムの初期の産生過程ではなく、その維持に寄与していることが明らかとなった。両ポンプは、バイオフィルム維持に関わるシグナル物質を排出していると考えている。薬剤排出ポンプとバイオフィルムの関係性に関する研究においては、経時的観測が特に重要であることを示した本論文は、Int. J. Antimicrob. Agents誌に採択・掲載された。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (6 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Multidrug efflux pumps contribute to Escherichia coli biofilm maintenance2015

    • Author(s)
      Seiji Yamasaki, Li-Yuan Wang, Takahiro Hirata, Mitsuko Hayashi-Nishino, Kunihiko Nishino
    • Journal Title

      International Journal of Antimicrobial Agents

      Volume: 45 Issue: 4 Pages: 439-441

    • DOI

      10.1016/j.ijantimicag.2014.12.005

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 薬剤排出トランスポーターの分子生物学 (Molecular biology of multidrug efflux transporters)2015

    • Author(s)
      山崎聖司、西野邦彦
    • Journal Title

      化学療法の領域 (Antibiotics & Chemotherapy)

      Volume: 31 Pages: 433-439

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] サルモネラ薬剤自然抵抗性における薬剤排出ポンプとLPSの関係2015

    • Author(s)
      山崎聖司、西野美都子、西野邦彦
    • Organizer
      第88回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      長良川国際会議場 (岐阜県・岐阜市)
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 多剤排出システム AcrAB-TolC 複合体には何分子の AcrA が必要か?2014

    • Author(s)
      林克彦、中島良介、山崎聖司、櫻井啓介、西野邦彦、山口明人
    • Organizer
      第36回 生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • Place of Presentation
      徳島大学 大塚講堂 (徳島県・徳島市)
    • Year and Date
      2014-11-20 – 2014-11-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 細菌薬剤排出ポンプの阻害剤結合様式と阻害メカニズムの解明2014

    • Author(s)
      山崎聖司
    • Organizer
      平成26年度育志賞研究発表会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 東工大蔵前会館 (東京都・目黒区)
    • Year and Date
      2014-08-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Structural basis for the inhibition of bacterial multidrug efflux pumps2014

    • Author(s)
      Seiji Yamasaki
    • Organizer
      JSPS and DAAD International Joint Symposium
    • Place of Presentation
      Halle (Germany)
    • Year and Date
      2014-07-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Structural basis for the inhibition of bacterial multidrug efflux pumps2014

    • Author(s)
      Seiji Yamasaki
    • Organizer
      ISIR and INRA International Joint Symposium
    • Place of Presentation
      Nouzilly (France)
    • Year and Date
      2014-07-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] グラム陰性菌多剤排出トランスポーターの阻害剤結合構造2014

    • Author(s)
      林克彦、中島良介、櫻井啓介、山崎聖司、西野邦彦、山口明人
    • Organizer
      第12回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム(PPF2014)
    • Place of Presentation
      箱根高原ホテル (神奈川県・足柄下郡)
    • Year and Date
      2014-07-14 – 2014-07-15
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 大阪大学産業科学研究所 生体分子制御科学研究分野ホームページ

    • URL

      http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/mid/Site/Welcome.html

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 大阪大学産業科学研究所 生体情報制御学研究分野ホームページ

    • URL

      http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/cmb/

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] Life Collection インタビュー記事

    • URL

      http://lifecollection.net/125/

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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