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Mechanisms of Pseudomonas aeruginosa through intestinal epithelial cells layer

Research Project

Project/Area Number 16K19129
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Bacteriology (including mycology)
Research InstitutionKyoto Pharmaceutical University

Principal Investigator

Naoki Hayashi  京都薬科大学, 薬学部, 助教 (70707463)

Research Collaborator Gotoh Naomasa  京都薬科大学, 薬学部, 教授 (30121560)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords緑膿菌 / べん毛 / 上皮細胞 / トランスロケーション / 多機能性糖脂質 / ムチン層透過 / ムチン層 / 鞭毛運動 / 化学走化性 / 感知 / GRO-α / 感染症 / 細菌
Outline of Final Research Achievements

Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic pathogen that causes severe sepsis.The gastrointestinal tract is considered one of the reservoirs in infection for P. aeruginosa.We consider the penetration of P. aeruginosa through the epithelial tissue to be at least 5 steps. We previously demonstrated that P. aeruginosa penetrates the mucin layer by flagellar motility and a mucin degrading protease. In this project, we found that penetration of the mucin layer by P. aeruginosa is facilitated by small proteins secreted by epithelial cells, both by inducing acceleration of a flagellar motility and increasing chemotaxis.Additionally, we found that multi-functional glycolipid is an effective inhibitor of flagellar motility in P. aeruginosa. The multi-functional glycolipid might be of potential use in the prevention and treatment of P. aeruginosa sepsis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では緑膿菌トランスロケーションにおいて、緑膿菌が上皮細胞を感知して接近する機構と多機能性糖脂質による緑膿菌トランスロケーション制御機構について明らかにした。近年、薬剤耐性菌が世界的に増加しているが、この30年間、新たなタイプの抗菌薬開発は進んでおらず、薬剤耐性菌に対する新たな治療戦略が国際的に求められている。また、緑膿菌のべん毛は、ワクチンや抗感染症薬のターゲットとして注目されており、ヒトでの臨床研究を含めて多くの研究が進行している。本研究成果は、緑膿菌トランスロケーションメカニズムを明らかにすることに加え、多機能性糖脂質が新たな感染症予防および治療に応用をできる可能性を示すものである。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (13 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Sulfated vizantin suppresses mucin layer penetration dependent on the flagella motility of Pseudomonas aeruginosa PAO12018

    • Author(s)
      Hayashi Naoki、Furue Yui、Kai Daichi、Yamada Noriteru、Yamamoto Hirofumi、Nakano Takashi、Oda Masataka
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 13 Issue: 11 Pages: e0206696-e0206696

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0206696

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] Extracellular signals of a human epithelial colorectal adenocarcinoma (Caco-2) cell line facilitate the penetration of Pseudomonas aeruginosa PAO1 strain through the mucin layer.2017

    • Author(s)
      Naoki Hayashi, Atsushi Yokotani, Masami Yamamoto, Mariko Kososhi, Mayu Morita, Chiaki Fukunishi, Nagisa Nishizawa, and Naomasa Gotoh.
    • Journal Title

      Front. Cell. Infect. Microbiol.

      Volume: 7 Pages: 415-415

    • DOI

      10.3389/fcimb.2017.00415

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 緑膿菌の鞭毛運動に対する多機能性糖脂質の影響2019

    • Author(s)
      古江由依、甲斐大智、山田倫暉、林直樹、山本博文、小田真隆
    • Organizer
      日本薬学会第139年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 緑膿菌トランスロケーション機構の解析と制御法の探索2019

    • Author(s)
      林直樹、小田真隆
    • Organizer
      第53回緑膿菌感染症研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 多機能性糖脂質sulfated vizantinによる緑膿菌ムチン層透過抑制メカニズムの解析2018

    • Author(s)
      林直樹、古江由依、甲斐大智、山田倫暉、小田真隆
    • Organizer
      第71回日本細菌学会関西支部総会・学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 機能性糖脂質による緑膿菌のムチン層透過抑制メカニズムの解析2018

    • Author(s)
      林直樹、古江由依、甲斐大智、山田倫暉、小田真隆
    • Organizer
      第30回微生物シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 緑膿菌PAO1株が培養上皮細胞を感知するメカニズムの解析2018

    • Author(s)
      林直樹
    • Organizer
      第52回緑膿菌感染症研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 敗血症の視点から緑膿菌の指向性を考える:緑膿菌による宿主上皮トランスロケーション機構の解析2018

    • Author(s)
      林直樹
    • Organizer
      第29回日本臨床微生物学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 緑膿菌トンスロケーションの解析2017

    • Author(s)
      林直樹
    • Organizer
      第90回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2017-03-19
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 緑膿菌PAO1株が培養上皮細胞を感知するメカニズムの解析2017

    • Author(s)
      林直樹、後藤直正
    • Organizer
      第51回緑膿菌感染症研究会
    • Place of Presentation
      大分
    • Year and Date
      2017-02-10
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 腸管上皮細胞が緑膿菌によるムチン層透過を亢進するメカニズムの解析2017

    • Author(s)
      林直樹、後藤直正、小田真隆
    • Organizer
      平成29年度近畿腸管微生物研究会総会・研究発表会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 緑膿菌によるムチン層透過に与えるサイトカインの影響2017

    • Author(s)
      横谷篤、林直樹、後藤直正、小田真隆
    • Organizer
      第29回微生物シンポジウム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 上皮細胞を感知した緑膿菌がムチン層を透過する機構の解析2016

    • Author(s)
      林直樹、後藤直正
    • Organizer
      第64回日本化学療法学会西日本支部総会 第59回日本感染症学会中日本地方会学術集会 第86回日本感染症西日本地方会学術集会 合同学会
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2016-11-24
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Translocation of Pseudomonas aeruginosa through the epithelial cell layer2016

    • Author(s)
      Naoki Hayashi and Naomasa Gotoh
    • Organizer
      The 13th Korea - Japan International Symposium on Microbiology
    • Place of Presentation
      Korea
    • Year and Date
      2016-05-14
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Pseudomonas aeruginosa が上皮細胞を感知する機構の解析2016

    • Author(s)
      林直樹、後藤直正
    • Organizer
      第90回日本感染症学会学術講演会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2016-04-16
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Remarks] 京都薬科大学 微生物・感染制御学分野

    • URL

      http://labo.kyoto-phu.ac.jp/bisei/

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Remarks] 京都薬科大学 微生物・感染制御学分野

    • URL

      http://labo.kyoto-phu.ac.jp/bisei/

    • Related Report
      2017 Research-status Report 2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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