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ブタ飼育環境におけるプロファージを中心とした薬剤耐性菌出現機構の解明

Research Project

Project/Area Number 19J23516
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
Research InstitutionAzabu University

Principal Investigator

那須川 忠弥  麻布大学, 獣医学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2021: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords膜小胞 / 薬剤耐性 / グラム陽性菌 / 豚レンサ球菌 / 畜産 / 養豚 / 薬剤耐性菌 / プロファージ / 遺伝子水平伝播 / 畜産環境
Outline of Research at the Start

近年、抗生物質が効かない薬剤耐性菌に対し、国際的に意識が高まっている。養豚分野でも抗菌薬の使用量が多く、薬剤耐性菌が多数分離されている。薬剤耐性菌は、薬剤耐性遺伝子を他の菌に伝播する。そのため、薬剤耐性遺伝子の水平伝播を詳細に理解することは、重要であると考えられる。
薬剤耐性遺伝子の伝播機構の一つとして、膜小胞という構造物を介した伝播が考えられている。この伝播様式では、プロファージと呼ばれる細菌に感染するウイルスが関与することが示唆されているが、詳細は分かっていない。
本研究では、豚レンサ球菌をモデルに、プロファージを中心とした薬剤耐性菌出現機構の解明を行う。

Outline of Annual Research Achievements

膜小胞は、細菌が死滅および分裂する際に、細菌のDNAやタンパク質等を内包しながら形成されることが知られている。それゆえ抗菌薬を使用すると、細菌が死滅し、細菌の遺伝子を含んだ膜小胞が多く放出されることが考えられる。特に抗菌薬が多く使用される畜産現場では、細菌の薬剤耐性遺伝子を内包する膜小胞が多く産生されると予測される。この膜小胞がほかの細菌へと薬剤耐性遺伝子を水平伝播伝播し、薬剤耐性菌が出現すると予想される。また、プロファージとは、宿主細菌のゲノムに取り込まれたファージゲノムである。一部の抗菌薬により、子ファージの産生が誘導される。子ファージは、複製時にはしばしば誤って薬剤耐遺伝子等宿主のDNAの一部を内包し、他の細菌へ伝播する。そのため、プロファージも畜産現場における薬剤耐性菌出現に関係していると考えられる。以上のように、抗菌薬により大量に産生された膜小胞やファージが薬剤耐性遺伝子を運搬し、薬剤耐性遺伝子を水平伝播する可能性が考えられている。これらの機構を理解することは、薬剤耐性化を防ぐ上で重要である。
本研究では、豚レンサ球菌を畜産現場における薬剤耐性菌のモデルとし、膜小胞やプロファージによる薬剤耐性遺伝子伝播に関して解析を進めた。これまで、ブタから臨床分離された37株の膜小胞形成量を定量し、膜小胞高産生株2株を取得した。以降、この2株に着目し、研究を推進した。「膜小胞の産生を促進する抗菌薬の特定」を行った。本研究では、豚レンサ球菌に対し臨床現場で使用頻度の高い抗菌薬を使用し、膜小胞・プロファージの産生を亢進する抗菌薬の探索を行った。さらに、膜小胞が内包する遺伝子をメタゲノム解析を使用して解析した。
養上清中に放出される頻度に関して解析を行った。一方、培養上清からのプロファージ分離・定量法を確立できておらず、プロファージが内包する薬剤耐性遺伝子の解析は行えなかった。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] New dot-blot method for evaluating the effect of inactivators on mite and Japanese cedar pollen allergens2021

    • Author(s)
      Yoshida Megumi、Mizukami Keijiro、Kurata Keigo、Nasukawa Tadahiro、Uchiyama Jumpei、Sakaguchi Masahiro
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 85 Issue: 10 Pages: 2089-2092

    • DOI

      10.1093/bbb/zbab146

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Use of Recombinant Endolysin to Improve Accuracy of Group B Streptococcus Tests2021

    • Author(s)
      Matsui Hidehito、Uchiyama Jumpei、Ogata Masaya、Nasukawa Tadahiro、Takemura-Uchiyama Iyo、Kato Shin-ichiro、Murakami Hironobu、Higashide Masato、Hanaki Hideaki
    • Journal Title

      Microbiology Spectrum

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 1-11

    • DOI

      10.1128/spectrum.00077-21

    • NAID

      120007164875

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] IgE reactivity to milk components in dogs with cutaneous adverse food reactions2021

    • Author(s)
      SHIMAKURA Hidekatsu、NASUKAWA Tadahiro、UCHIYAMA Jumpei、SUGIMOTO Ryosuke、IMANISHI Ichiro、OOTA Sumire、MIZUKAMI Keijiro、FUJIMURA Masato、SAKAGUCHI Masahiro
    • Journal Title

      Journal of Veterinary Medical Science

      Volume: advpub Issue: 0 Pages: 1509-1512

    • DOI

      10.1292/jvms.21-0162

    • NAID

      130008100552

    • ISSN
      0916-7250, 1347-7439
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Analyses of propagation processes of Staphylococcus aureus bacteriophages S13′ and S25-3 in two different taxonomies by definitive screening design2021

    • Author(s)
      Takeuchi Ippei、Nasukawa Tadahiro、Sugimoto Ryosuke、Takemura-Uchiyama Iyo、Murakami Hironobu、Uchiyama Jumpei
    • Journal Title

      Virus Research

      Volume: 298 Pages: 198406-198406

    • DOI

      10.1016/j.virusres.2021.198406

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Purification of membrane vesicles from Gram-positive bacteria using flow cytometry, after iodixanol density-gradient ultracentrifugation2021

    • Author(s)
      Nasukawa T, Sugimoto R, Uchiyama J, Uchiyama I, Murakami H, Fukuda K, Matsuzaki S, Sakaguchi M
    • Journal Title

      Res. Microbiol

      Volume: 172 Issue: 1 Pages: 103792-103792

    • DOI

      10.1016/j.resmic.2020.11.003

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In Vitro and In Vivo Evaluation of Three Newly Isolated Bacteriophage Candidates, phiEF7H, phiEF14H1, phiEF19G, for Treatment of Enterococcus faecalis Endophthalmitis2021

    • Author(s)
      Kishimoto T, Ishida W, Nasukawa T, Ujihara T, Nakajima I, Suzuki T, Uchiyama J, Todokoro D, Daibata M, Fukushima A, Matsuzaki S, Fukuda K.
    • Journal Title

      Microorganisms

      Volume: 9 Issue: 2 Pages: 212-212

    • DOI

      10.3390/microorganisms9020212

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Age-related analysis of the gut microbiome in a purebred dog colony2019

    • Author(s)
      Mizukami K, Uchiyama J, Igarashi H, Murakami H, Osumi T, Shima A, Ishihara G, Nasukawa T, Une Y, Sakaguchi M.
    • Journal Title

      FEMS Microbiology Letters

      Volume: 印刷中 Issue: 8 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1093/femsle/fnz095

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] IgE reactivity to Pacific cod (Gadus macrocephalus) fish allergens in dogs with canine atopic dermatitis2019

    • Author(s)
      Imanishi Ichiro、Uchiyama Jumpei、Matsuda Takako、Mizukami Keijiro、Shimakura Hidekatsu、Nasukawa Tadahiro、Kamiie Junichi、Kurata Keigo、Fujimura Masato、Shimakura Kuniyoshi、Nishifuji Koji、Sakaguchi Masahiro
    • Journal Title

      Journal of Allergy and Clinical Immunology

      Volume: 143 Issue: 2 Pages: AB67-AB67

    • DOI

      10.1016/j.jaci.2018.12.205

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Purification of membrane vesicles from Gram-positive bacteria using flow cytometry after iodixanol density-gradient ultracentrifugation2021

    • Author(s)
      那須川忠弥、杉本良輔、内山淳平、内山伊代、村上裕信、福田憲、松崎茂展、阪口雅弘
    • Organizer
      第94回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] グラム陽性細菌のメンブレンヴェシクルの分離方法の検討2020

    • Author(s)
      杉本良輔、那須川忠弥、内山淳平、島倉 秀勝、福田 憲、松崎 茂展、阪口 雅弘
    • Organizer
      4回獣医微生物学フォーラム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Examination of the purification method of the membrane vesicles produced by Gram-positive bacteria2020

    • Author(s)
      那須川忠弥、杉本良輔、島倉秀勝、小方雅也、福田憲、松崎茂展、内山淳平
    • Organizer
      第93回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 妊婦のGBSスクリーニングテストの検査精度を向上する試薬の開発2020

    • Author(s)
      小方雅也、内山淳平、松井秀仁、内山伊代、那須川忠弥、松崎茂展、花木秀明、阪口雅弘
    • Organizer
      第93回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 養豚現場での薬剤耐性伝播に関与するStreptococcus suisの膜小胞の研究2019

    • Author(s)
      那須川忠弥、大倉正稔、内山淳平、島倉秀勝、小方雅也、阪口義彦、福田憲、松崎 茂展
    • Organizer
      第102回日本細菌学会関東支部総会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] B群レンサ球菌検査で問題となる偽陰性を改善する技術の開発2019

    • Author(s)
      小方雅也、内山淳平、那須川忠弥、内山伊代、松井秀仁、松崎茂展、花木秀明
    • Organizer
      第102回日本細菌学会関東支部総会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 純血種犬コロニーを用いた腸内細菌叢の加齢性変化の同定2019

    • Author(s)
      水上圭二郎、内山淳平、五十嵐寛高、村上裕信、大隅尊史、島綾香、石原玄基、那須川忠弥、宇根由美、阪口雅弘
    • Organizer
      第3回日本ワンヘルスサイエンス学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 加齢によるイヌ腸内細菌叢の変化2019

    • Author(s)
      水上圭二郎、内山淳平、五十嵐寛高、村上裕信、大隅尊史、島綾香、石原玄基、那須川忠弥、宇根由美、阪口雅弘
    • Organizer
      第162回日本獣医学会学術集会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 犬アトピー性皮膚炎を悪化させるStaphylococcus pseudintermedius分子の探索2019

    • Author(s)
      那須川忠弥、内山淳平*、鶴井大幹、坂本修士、樋口琢磨、伊從慶太、下地健太、島倉秀勝、松﨑茂展、阪口雅弘
    • Organizer
      第92回日本細菌学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Potential improvement of prenatal Group B Streptocuccus screening using phages.2019

    • Author(s)
      内山淳平、松井秀仁、那須川忠弥、阪口義彦、水上圭二郎、阪口雅弘、松﨑茂展、花木秀明
    • Organizer
      第92回日本細菌学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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