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Novel strategy against invasive pneumococcal diseases by regulating tight junction and bottleneck effect

Research Project

Project/Area Number 20K08825
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 54030:Infectious disease medicine-related
Research InstitutionWakayama Medical University

Principal Investigator

Kono Masamitsu  和歌山県立医科大学, 医学部, 講師 (20511570)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 杉田 玄  和歌山県立医科大学, 医学部, 講師 (20407274)
武田 早織  和歌山県立医科大学, 医学部, 博士研究員 (20644090)
村上 大地  和歌山県立医科大学, 医学部, 準客員研究員 (30794218)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords侵襲性肺炎球菌感染症 / 肺炎球菌 / TLR / タイト結合 / ボトルネック効果 / タイトジャンクション
Outline of Research at the Start

侵襲性肺炎球菌感染症発症の過程におけるボトルネック効果の基盤にタイト結合因子と制御機構が関与することを明らかするために、①ヒト培養細胞-肺炎球菌共培養モデルを用いた肺炎球菌の細胞間隙侵入におけるタイト結合の関与をin vitroで調査し、②仔マウス鼻腔保菌モデルによる肺炎球菌性敗血症発症機序およびボトルネック効果制御におけるタイト結合の役割について解明するとともに、③敗血症発症において近年注目されている神経ネットワークを介したタイト結合制御の関与を検討する。本研究により、タイト結合を標的とした新規予防治療法開発における基礎的データの提示を行う。

Outline of Final Research Achievements

The aim of the study was to clarify the roles of the barrier mechanism of the nasal cavity and immune responses by innate immunity and neural networks (transient receptor potential: TRP) in the control of invasive infections. In a co-culture model of epithelial cell lines and pneumococci, we confirmed that pneumococci invade intercellular spaces and proliferate in deeper layers. We also established a model of spontaneous arising sepsis caused by pneumococcal nasal carriage. The incidence of bacteremia was high in TLR9 KO mice with pneumococcal single infection, however, with influenza superinfection, TLR3 KO mice and TRPV4 KO mice showed high bacteremia incidence. In the development of invasive pneumococcal infections, innate immunity and TRP mechanisms were considered to control the development of invasive infections.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、IPD発症を制御する鼻腔バリア機構の機序解明を目的とする。肺炎球菌による菌血症は肺感染を介さずに発症することも多く、突然の発熱と全身状態悪化をきたししばしば致死的となる重篤な感染症である。本研究では、気道上皮細胞株を用いたin vitroモデルと研究代表者がこれまでに確立した侵襲性肺炎球菌感染症自然発症モデルを用いたin vivoモデルを組み合わせた展開を行った。気道上皮細胞系の維持と恒常性維持における免疫機構に着目した治療戦略の樹立は世界的に大きなインパクトがあるものと考える。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 5 results)

  • [Int'l Joint Research] ニューヨーク大学 微生物学教室(米国)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of Alabama at Birmingham(米国)

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] ニューヨーク大学 微生物学教室(米国)

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] The Roles of Transient Receptor Potential Vanilloid 1 and 4 in Pneumococcal Nasal Colonization and Subsequent Development of Invasive Disease.2021

    • Author(s)
      4.Kono M, Nanushaj D, Sakatani H, Murakami D, Hijiya M, Kinoshita T, Shiga T, Kaneko F, Enomoto K, Sugita G, Miyajima M, Okada Y, Saika S, Hotomi M
    • Journal Title

      Frontiers in Immunology

      Volume: 12 Pages: 732029-732029

    • DOI

      10.3389/fimmu.2021.732029

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Pneumococcal capsular phase shift is associated with invasion into cell-to-cell junctions and is inhibited by macrolides.2021

    • Author(s)
      Takeda S, Kono M, Sugita G, Arai J, Briles DE, Hotomi M.
    • Journal Title

      Microb Pathog.

      Volume: 153 Pages: 104787-104787

    • DOI

      10.1016/j.micpath.2021.104787

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 鼻バリア機構による感染症の重症化制御2023

    • Author(s)
      河野正充
    • Organizer
      第3回日本耳鼻咽喉科免疫アレルギー感染症学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Spontaneous phase shift during the establishment of pneumococcal colonization2022

    • Author(s)
      河野正充
    • Organizer
      第95回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 肺炎球菌の pathogenesis と宿主免疫機構2022

    • Author(s)
      河野正充
    • Organizer
      第92回日本感染症学会西日本地方会学術集会・第65回日本感染症学会中日本地方会学術集会・第70回日本化学療法学会西日本支部総会 合同学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] The Roles of Transient Receptor Potential Vanilloid 1 and 4 in Pneumococcal Nasal Colonization and Invasive Disease2021

    • Author(s)
      Masamitsu Kono, Denisa Nanushaj, Hideki Sakatani, Daichi Murakami, Gen Sugita, Muneki Hotomi
    • Organizer
      The 3rd Asian Pneumococcal Symposium
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 肺炎球菌の保菌・感染・伝播のメカニズム2021

    • Author(s)
      河野正充
    • Organizer
      第91回日本感染症学会西日本地方会学術集会・第64回日本感染症学会中日本地方会学術集会・第69回日本化学療法学会西日本支部総会合同学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Roles of Nucleic Acid Sensing TLRs for Pneumococcal Invasion2021

    • Author(s)
      Nanushaj Denisa, Masamitsu Kono, Hideki Sakatani, Daichi Murakami, Muneki Hotomi
    • Organizer
      第91回日本感染症学会西日本地方会学術集会・第64回日本感染症学会中日本地方会学術集会・第69回日本化学療法学会西日本支部総会合同学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 感染症研究の新たな展開:肺炎球菌の保菌と感染における感覚受容体の関与2021

    • Author(s)
      河野正充
    • Organizer
      第1回日本耳鼻咽喉科免疫アレルギー感染症学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 肺炎球菌感染症における自然免疫の核酸認識機構の役割について2021

    • Author(s)
      河野正充、村上大地、酒谷英樹、金子富美恵、保富宗城
    • Organizer
      第122回 日本耳鼻咽喉科学会総会・学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 侵襲性肺炎球菌感染症発症過程におけるエンドソーム局在Toll様受容体の役割について2021

    • Author(s)
      河野正充、村上大地、酒谷英樹、金子富美恵、保富宗城
    • Organizer
      第95回日本感染症学会学術講演会・第69回日本化学療法学会総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 侵襲性肺炎球菌感染症発症過程における核酸認識Toll様受容体の役割について2021

    • Author(s)
      河野正充
    • Organizer
      第95回日本感染症学会・第69回日本化学療法学会合同学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 肺炎球菌感染症における自然免疫の核酸認識機構の役割について2021

    • Author(s)
      河野正充
    • Organizer
      第122回日本耳鼻咽喉科学会総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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