Glycometabolism competition in drug-resistant bacteria in the gut microbiota
| Project/Area Number |
20K08821
|
|---|
| 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 | University of Toyama |
|---|
Principal Investigator |
森永 芳智 富山大学, 学術研究部医学系, 教授 (30580360)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村田 美香 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (30866976)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
|
| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
|
|---|
| Keywords | colonization resistance / 薬剤耐性菌 / 共生細菌 / マイクロバイオータ / 糖 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
共生細菌が持つ力を利用した薬剤耐性菌制御方法の構築を目標としている。これまでの薬剤耐性グラム陰性菌による腸管定着モデルマウスでの、細菌叢解析と細菌叢遺伝子発現解析から、「耐性菌定着に“抵抗的”な腸内環境」では嫌気性菌が多く、細菌叢の糖代謝活性が高いことがわかった。定着抵抗的な宿主由来の細菌叢あるいは共生嫌気性菌群を利用した耐性菌排除効果を確認し、特に有力な細菌叢・細菌群を特定する。また、共生細菌と耐性菌の間にある糖利用競争に着目し、耐性菌排除機序を明らかとする。さらに、多種の薬剤耐性グラム陰性菌への有用性を確認して、より実践的な耐性菌定着抵抗的な腸内環境への転換という新しい戦略を提言する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
糖利用で変化する細菌叢データを基にして、着目した腸内細菌科細菌と嫌気性菌（クロストリジオイデス、バクテロイデス、アケルマンシア）を用いて、糖利用制限下・糖負荷下の増殖への影響を評価した。また、マウスに9種類の糖質を含んだ水を自由飲水させ、腸管内に残存する薬剤耐性菌の量を経時的に評価した。
マウスの腸管に感染可能なESBL産生性大腸菌の便中残存量を測定したところ、与える糖質を変えていくことで、残存するESBL産生菌が変化し、糖質自体が薬剤耐性菌の残存に影響することが明らかとなった。また糖質制限によってもESBL産生菌の菌量が修飾されることが明らかとなった。
また、in vitroにおいても利用可能な糖質により細菌の増殖が異なることが明らかとなり、これらは、漢方薬の中にもみられ、糖質を多く含む漢方の中で薬剤耐性菌の増殖に影響を及ぼすものがあることが明らかとなった。特に、通性嫌気性菌である大腸菌と、変性嫌気性菌の間に置いて、利用可能な糖により細菌の増殖大きく異なっており、腸内閑居における糖利用競争において、優先的に利用できる糖が存在することなど未知の糖利用機序があることが示唆された。
これらの成果は、2023年3月の嫌気性菌感染症学会で発表を行い、継続して研究を行うこととした。また、派生した成果として、遺伝子学的なプロファイルを整備する中で、Klebsiella quasipneumoniaeとKlebsiella pneumoniaeとが臨床検査では識別できずに混在していることが明らかとなり、感染対策などで用いられる菌株相同性解析上も両者が識別されないまま解析されることが分かった。それぞれが保有するβ-ラクタマーゼの違いを利用することにより両者の識別が可能であることが分かった。これらの進捗の内容は、2022年European Conference of Clinical Microbiology and Infectious Diseasesで4演題の発表を行った。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
糖代謝に関わる研究で、薬剤耐性定着に大きな影響を及ぼす糖質の特定にまでは至らないが、糖質制限下で定着率に影響が出ることが確認されたことは、in silicoのデータを元に着手した本研究がin vivoで所見を捉えた点で意義が大きい。
2022年度に糖質と漢方薬との知見を新しく得たため、本研究期間を延長して具体的な糖質の解析を追加することとした。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題は若手育成として、申請者所属の大学独自のカリキュラムである研究医養成コース所属の学部学生とともに研究を推進し、国内学会発表を行うことができた。研究機関を考慮して、現時点で論文化に着手している。
今回、糖利用が極めて薬剤耐性菌の腸内定着に影響することが明らかとなったため、腸内細菌叢を構成する他の細菌との関係の中での糖利用状況をより深く解析し、新しい独立したプロジェクトをスタートさせている。
|
Report
(3 results)
Research Products
(11 results)
