キノロン耐性菌に有効な新規キノロン剤探索法の開発及びデータベースの構築
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22K05999
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
中島 千絵 北海道大学, 人獣共通感染症国際共同研究所, 教授 (60435964)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | キノロン / 薬剤耐性 / Qnr / サルモネラ / タイ |
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| Outline of Research at the Start |
キノロンは強い殺菌作用を持つため、医療における最重要抗菌薬の１つである。ところが、家畜への多用により畜産物に関連する病原体におけるキノロン耐性率が上昇し、問題となっている。耐性獲得は、標的酵素であるジャイレース上の点変異や、プラスミド伝達性の耐性因子Qnrの結合による構造変化が原因で引き起こされる。そこで我々は、製薬会社が合成、保管している開発途中のキノロンバンクを活用し、キノロン耐性となった耐性菌に有効なキノロンの発掘を行うこととした。特定の変異と有効なキノロン構造との相関を求め、データベースを構築することにより、他に治療薬が無い耐性菌に有効なキノロンを提案することが可能となると考える。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、既にキノロン耐性菌が世界中に蔓延しつつある状況を鑑みて、キノロン耐性菌に有効な新規キノロンをライブラリーから発掘し、治療に備えるためのシステムを構築することを目的とする。モデルとしてサルモネラ菌における主要なキノロン耐性メカニズム（ジャイレース上の点変異とプラスミド伝達性耐性因子Qnr）を調べ、組み換え蛋白として発現し、インビトロにおけるキノロン効果確認試験系を開発した。
本年度は、ジャイレース上の６種の点変異（GyrA S83及びD87各３種）と、強度耐性となることが知られている二重変異（GyrA S83F-D87N）を持った組換え蛋白質を発現し、新規キノロンであるWQシリーズの６種の化合物の作用を、既存薬であるシプロフロキサシンと比較した。その結果、一部のWQ化合物ではシプロフロキサシン高度耐性となる二重変異体においても有効であることが示された。
ジャイレース上の点変異に比して、プラスミド伝達性の耐性因子であるQnrについては、まだ十分な調査がなされていない。そこで河川の汚染が問題となっているタイ、バンコクの共同研究者が運河から収集しているサルモネラ菌株に着目し、そのQnr保持状況を調査した。2016年から2020年にかけてバンコク市内６カ所の運河から収集された404株のサルモネラ菌を調べたところ、約４割（160株）の菌からQnr遺伝子が検出され、その殆ど（154/160株）がQnrSであることが判明した。従来、サルモネラではQnrBがメジャーであると報告されていたが、QnrSを用いた試験の実施が必須であることが示された。
また、サルモネラの他に、有効な治療薬が少ないMycobacterium aviumの組換えジャイレースの発現にも成功し、市販のキノロンの中ではモキシフロキサシンが耐性変異を持ったジャイレースにも比較的有効であることを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
タイの野外分離サルモネラ菌株につき、予定どおり400株以上を用いてQnrに代表されるプラスミド伝達性キノロン耐性遺伝子の保持状況の調査を完了した。保持されているQnrのほぼ全てがQnrSであるという想定外の結果が得られたため、当該蛋白質を組換え体として発現し、新たな試験系を構築する必要がある。また、グラム陽性菌に近いマイコバクテリアを用いた系の構築に成功したため、耐性変異を獲得したものも含め、検討に使用可能なジャイレース上のキノロンポケットのバラエティーを増やすことができた。これは同時に作業すべき仕事量も増えたことを意味するため、重要度が高いと思しき組み合わせを洗い出し、優先的に進めて行く必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回発見されたQnrSの優位さがアジア地域やサルモネラ菌に特有の現象であるか、また、近年急に増えて来たと考えられるか、古今東西の文献データを比較し、プラスミド伝達性キノロン耐性遺伝子の動向を調べる。また、分布が見られる地域（取り分け環境水）におけるキノロン等残留薬剤による汚染状況と、家畜や人に使用されているキノロン剤との相関を調査する。
インビトロ試験系においては、既に準備済みの変異入りジャイレース、QnrB19の他にQnrSを発現し、ジャイレース活性試験系の最適条件を検討する。各種変異ジャイレースとQnrの最適試験系を用いて、WQシリーズの他の新規キノロンに加え、他数社より一連の新規キノロン化合物を入手し、有効性試験を行う。
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Report
(1 results)
Research Products
(8 results)
