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Investigation of molecular mechanisms of biofilm in prosthetic joint infections

Research Project

Project/Area Number 21K16717
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 56020:Orthopedics-related
Research InstitutionJikei University School of Medicine

Principal Investigator

米本 圭吾  東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (50894466)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsバイオフィルム / 黄色ブドウ球菌 / 人工関節感染症 / 接着因子 / 表皮ブドウ球菌 / インプラント感染症 / ブドウ球菌 / 感染危険因子
Outline of Research at the Start

人工関節感染症は人工関節手術の重大な合併症である。高齢化により人工関節感染症も増加傾向であり社会問題となっている。菌体の集合体であるバイオフィルムが形成され、抗菌薬・免疫系に抵抗性をもつことが知られている。代表的な原因菌の黄色ブドウ球菌はバイオフィルム形成能が高い。その分子機構は不明な点が多く、病態の理解に至っていない。そのため人工関節感染症のバイオフィルムを検体として、発現している分子の評価を行う。また動物実験で免疫応答を調べる。患者背景を調査し発症の危険因子を明らかにする。本成果は接着因子を標的とした新規治療の開発、免疫応答の解明、術前の治療介入など画期的な人工関節感染症の対策に繋がる。

Outline of Annual Research Achievements

人工関節周囲感染症の分子メカニズムに関し研究を実施している。人工関節周囲感染症の対象症例を選定し、症例は順調に決定できている。対象症例の患者背景のプロファイリングなどを実施している。糖尿病、悪性腫瘍、血液透析は感染症のリスク因子のなりえる。人工関節周囲感染症の危険因子に関して統計学的解析手法を加え、新規のリスク因子の探索を実施している
人工関節周囲感染症のバイオフィルムを抽出し、分子生物学的解析手法をくわえている。従来の接着因子にくわえて、新規の感染危険分子の探索を実施している。起炎菌の分離は順調に実施が行えている。起炎菌のゲノム比較の研究は次世代シーケンサーを使用し解析中である。今後も継続的に解析を実施する予定である。
対象症例より分離した起炎菌のバイオフィルム形成、抗菌薬の抵抗性、接着因子の発現などに関し研究を継続している。バイオフィルム形成は菌株により相違があり、引き続き定量評価を継続する。共焦点型レーザー顕微鏡を使用し立体構造評価を実施している。立体構造は菌株により異なることが見いだされ、引き続き実験を実施していく。
インプラント感染動物実験モデルは実験準備中である。解析手法の決定、菌株の決定、インプラントの決定など準備を進めている段階である。今後も継続して研究を実施していく。インプラント感染モデルの評価を通し、人工関節周囲感染症の病態の詳細な理解に繋げていく。本研究成果はバイオフィルムを構成する成分を標的とした新規の治療法につながる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

研究は概ね順当に経過している。

Strategy for Future Research Activity

引き起こし研究を実施していく。分子機構の研究、動物実験モデルの構築を進める予定である。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2023 2022

All Presentation (3 results)

  • [Presentation] インプラント感染症の起因菌のバイオフィルム形成の解析2023

    • Author(s)
      米本圭吾
    • Organizer
      第38回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report 2022 Research-status Report
  • [Presentation] インプラント感染症におけるバイオフィルム形成に関する研究2023

    • Author(s)
      米本圭吾
    • Organizer
      第96回日本整形外科学会学術総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] インプラント感染症の起因菌のバイオフィルム形成の解析2022

    • Author(s)
      米本圭吾
    • Organizer
      第37回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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