MRSAの網羅的遺伝子情報を基としたバイオフィルム形成過程の病態解明

• Project/Area Number: 18K08426
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 54030:Infectious disease medicine-related
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 岩田 恭宜 金沢大学, 附属病院, 特任准教授 (90432137)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: MRSA / D-アミノ酸 / メチシリン耐性黄色ブドウ球菌 / バイオイルム / 遺伝子情報 / 感染症学 / 腎臓病学 / 腎臓内科学

Outline of Annual Research Achievements

これまで我々は、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)の接着・バイオフィルム関連蛋白をコードするcnaの遺伝子変異が、菌体の早期播種に関与し、血流感染を高率に発症することを報告した。近年、この菌体の接着能が、アミノ酸により制御されているという可能性が示唆されている。特に、アミノ酸のうちD-アミノ酸は、近年測定技術が確立され、細菌からも産生されていることが明らかとなっている。我々の検討では、腸内細菌由来のD-アミノ酸が体内に流入し、臓器の恒常性をつかさどることが判明した。その生理的な役割、体内動態はL体と全く異なることが判明しており、現在着目されている。我々は、この菌由来のDアミノ酸は、菌自身の生活環にも深くかかわると予測し、D-アミノ酸が、MRSAの接着、バイオフィルム形成能に関与すると仮説を立て検討した。特に、新規抗菌薬への応用を念頭に置き、接着能を低下させるD-アミノ酸を探索した。D-アミノ酸のうち、D-セリン(Ser)が、MRSAのプレートへの接着を阻害した。カテーテル関連腹膜炎モデルを用いた検討においても、D-Ser投与によりカテーテルへの接着が阻害され、腹膜炎も軽減した。一方で、細菌の増殖能は変化がなかった。大腸菌を用いた接着実験によっても、D-Serは接着阻害効果を示した。これらの結果は、D-Serが菌体の接着阻害を介して、感染症発症を予防しうる可能性を示していた。これらの結果は、Biochemical and Biophysical Research Communications誌に掲載された

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予定通り研究が進み、成果を英語論文として発表することができた。

Strategy for Future Research Activity

得られた結果が、菌種を超えて、普遍的に抗菌薬として再現可能か評価を続ける。

Research Products

• [Journal Article] D-Serine inhibits the attachment and biofilm formation of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (2021)
  • Author(s): Iwata Y, Sakai N, Yoneda I, Senda Y, Sakai-Takemori Y, Oshima M, Nakagawa-Yoneda S, Ogura H, Sato K, Minami T, Kitajima S, Toyama T, Yamamura Y, Miyagawa T, Hara A, Shimizu M, Furuichi K, Matsushima K, Wada T.
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 22 Pages: 50-56
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.12.078
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Higher serum levels of autotaxin and phosphatidylserine-specific phospholipase A 1 in patients with lupus nephritis (2021)
  • Author(s): Iwata Y, Kitajima S, Yamahana J, Shimomura S, Yoneda-Nakagawa S, Sakai N, Furuichi K, Ogura H, Sato K, Toyama T, Yamamura Y, Miyagawa T, Hara A, Shimizu M, Ohkawa R, Kurano M, Yatomi Y, Wada T.
  • Journal Title: Int J Rheum Dis. Volume: 24 Pages: 231-239
  • DOI: 10.1111/1756-185x.14031
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Anti-proliferative and anti-migratory properties of coffee diterpenes kahweol acetate and cafestol in human renal cancer cells (2021)
  • Author(s): Makino T, Izumi K, Hiratsuka K, Kano H, Shimada T, Nakano T, Kadomoto S, Naito R, Iwamoto H, Yaegashi H, Shigehara K, Kadono Y, Nakata H, Saito Y, Nakagawa-Goto K, Sakai N, Iwata Y, Wada T, Mizokami A.
  • Journal Title: Scientific reports Volume: 11 Pages: 675-675
  • DOI: 10.1038/s41598-020-80302-4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Renal complications in coronavirus disease 2019: a systematic review (2020)
  • Author(s): Minami T, Iwata Y, Wada T.
  • Journal Title: Inflamm Regen. Volume: 40 Pages: 31-31
  • DOI: 10.1186/s41232-020-00140-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Age differences in the relationships between risk factors and loss of kidney function: a general population cohort study (2020)
  • Author(s): Toyama T, Kitagawa K, Oshima M, Kitajima S, Hara A, Iwata Y, Sakai N, Shimizu M, Hashiba A, Furuichi K, Wada T.
  • Journal Title: BMC Nephrology Volume: 21 Pages: 477-477
  • DOI: 10.1186/s12882-020-02121-z
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Novel Hyaluronate Lyase Involved in Pathogenicity of Streptococcus dysgalactiae subsp. equisimilis (2020)
  • Author(s): Nguyen VA, Ogura K, Matsue M, Takemoto N, Mukai K, Nakajima Y, Hoang TL, Iwata Y, Sakai N, Wada T, Hashimoto W, Okamoto S, Ichimura H.
  • Journal Title: Frontiers in Microbiology Volume: 11 Pages: 552418-552418
  • DOI: 10.3389/fmicb.2020.552418
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Collagen adhesion gene is associated with bloodstream infections caused by methicillin-resistant Staphylococcus aureus. (2020)
  • Author(s): Iwata Y, Satou K, Furuichi K, Yoneda I, Matsumura T, et al.
  • Journal Title: International Journal of Infectious Diseases Volume: 91 Pages: 22-31
  • DOI: 10.1016/j.ijid.2019.11.003
  • NAID: 120006842044
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Erythropoietin signal protected HUVEC from high glucose induced injury (2019)
  • Author(s): Yasuda Haruka、Iwata Yasunori、Nakajima Satoshi、Furuichi Kengo、Miyake Taito、Sakai Norihiko、Kitajima Shinji、Toyama Tadashi、Shinozaki Yasuyuki、Sagara Akihiro、Miyagawa Taro、Hara Akinori、Shimizu Miho、Kamikawa Yasutaka、Sato Kouichi、Oshima Megumi、Yoneda-Nakagawa Shiori、Kaneko Shuichi、Wada Takashi
  • Journal Title: Nephrology (Carlton) Volume: in press Pages: 767-774
  • DOI: 10.1111/nep.13518
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] IL-34-Dependent Intrarenal and Systemic Mechanisms Promote Lupus Nephritis in MRL-Faslpr Mice. (2019)
  • Author(s): Wada Y, Gonzalez-Sanchez HM, Weinmann-Menke J, Iwata Y, Ajay AK, Meineck M, Kelley VR.
  • Journal Title: J Am Soc Nephrol. Volume: 30 Pages: 244-259
  • DOI: 10.1681/asn.2018090901
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Gut microbiota-derived D-serine protects against acute kidney injury (2018)
  • Author(s): Yusuke Nakade, Yasunori Iwata, Takashi Wada, et al.
  • Journal Title: JCI Insight. Volume: 18;3(20) Pages: 97957-97957
  • DOI: 10.1172/jci.insight.97957
  • NAID: 120006733372
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] The gut-kidney axis in diabetic kidney disease (2020)
  • Author(s): 岩田恭宜、中出祐介、和田隆志
  • Organizer: 第63回日本糖尿病学会学術大会
  • Invited
• [Presentation] 細菌遺伝子情報の病態への関与 (2018)
  • Author(s): 岩田 恭宜
  • Organizer: 第６１回日本腎臓学会総会
  • Invited