バクテリオファージの産業利用を目指したファージバンクの構築

• Project/Area Number: 19K07146
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 47050:Environmental and natural pharmaceutical resources-related
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 稲葉 桂子 (長谷川桂子) 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 研究員 (40448709)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); 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)
• Keywords: バクテリオファージ / ファージバンク / 薬剤耐性菌 / ファージ療法 / ファージセラピー / 流入下水 / 緑膿菌 / 口腔内細菌 / 細菌叢編集

Outline of Research at the Start

細菌に感染するウイルスはファージと呼ばれる。ファージは宿主特異性が高く、細菌叢を乱すことなく標的細菌を選択的に殺菌できる。一方、抗生物質は有用細菌までも殺してしまう上、多剤耐性菌の出現が世界規模で切実な問題となっている。そこで、近年ファージ療法の実用化を目指した研究が盛んになっている。ファージ療法の実現や細菌叢編集等、ツールとしてのファージ利用には生物資源バンクの整備が必須である。本研究では、複数の細菌とファージサンプルを同時（ハイスループット）にスクリーニングする方法を開発し、また実際にファージを単離し、ファージの産業利用を見据えた「有用ファージバンクの構築」を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

感染症を引き起こす細菌の中で様々な抗菌薬に耐性を示す薬剤耐性菌、中でも多剤耐性菌による感染症が世界的に大きな問題となっている。これらは治療法が乏しく重篤な症状を引き起こす。多剤耐性菌感染症の治療法の一つとして、細菌を殺菌するファージによるファージ療法が非常に注目されており、有用なファージの探索とバンク化はファージ療法の実用化において非常に意義深い。
今年度も前年度に引き続き、多剤耐性化が問題視されESKAPEの略称で知られる細菌群のうち、黄色ブドウ球菌（S）、クレブシエラ属菌（K）、アシネトバクター属菌（A）、緑膿菌（P）の各菌に感染できるファージの探索およびゲノム解析を行なった。
下水や土壌といった環境サンプルを用いてファージ探索を行ない、数種のファージを得た。その後の解析で有用だと判断したものはゲノム解析を行なった。
本研究期間全体の成果として、以下の点が挙げられる。環境サンプルの収集およびサンプル調製、環境サンプルと標的宿主菌の前培養、その後のファージスクリーニング方法といったファージ探索に必要な各段階の手順を比較検討し、効率的かつ多様なファージの収集方法を確立した。主にESKAPE菌のいくつかの菌種でファージスクリーニングを実施して、多剤耐性菌に感染できるファージを多数収集することができた。またそれらの特徴づけとして、複数の臨床分離株を用いて殺菌活性測定をハイスループットに行う系を確立し、ファージ感染の有無と感染の程度を解析した。このうち、感染の宿主域が広いファージについては全ゲノム解析およびその特徴づけを行なった。本研究で得られた方法およびファージを基盤として、さらに規模を拡充したファージバンクの確立に発展していければと考えている。

Research Products

• [Presentation] T系ファージが必要とする宿主遺伝子の網羅的解析 (2019)
  • Author(s): 稲葉（長谷川）桂子，久堀智子，永井宏樹, 安藤弘樹
  • Organizer: 第56回日本細菌学会中部支部総会