細菌バイオフィルムを低減させる薬剤による人工関節感染の治療に関する研究
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22K09307
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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 56020:Orthopedics-related
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
菖蒲池 健夫 佐賀大学, 医学部, 助教 (70336113)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2026: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | バイオフィルム / MRSA / インプラント |
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| Outline of Research at the Start |
人工関節感染は通常の抗菌薬治療では効果が期待できず，人工関節の抜去および再置換が必要となる深刻な合併症である．人工関節感染が難治なのは，人工関節表面で起炎菌がバイオフィルムを形成することが大きな原因であるため，難治性を克服するにはバイオフィルムを阻害または分散させることが肝要である．本研究では，人工関節表面のバイオフィルムを低減させる作用を持つ「バイオフィルム制御薬」を探索し，その有用性をラットのインプラント感染モデルで評価して，人工関節感染の予防と治療に「バイオフィルム制御薬」を使用する新たな方法を提案する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
人工関節感染は黄色ブドウ球菌およびその薬剤耐性株（メチシリン耐性黄色ブドウ球菌，MRSA）や表皮ブドウ球菌がおもな原因である．人工関節感染が難治なのは，人工関節表面で起炎菌がバイオフィルムを形成することが大きな原因であるため，難治性を克服するにはバイオフィルムを阻害することが肝要である．本研究は，ガロイル化合物の「細菌バイオフィルムを低減させる薬剤」としての効果を明らかにする．まず，ガロイル化合物の最適な用量を知るために，ポリスチレン表面における最小バイオフィルム阻止濃度（MBIC）を96ウェルプレートで測定した．臨床由来の3株のMRSAに対するガロイル化合物のMBICは，いずれも100-200μMであることがわかった．次に，ガロイル化合物がMRSA以外の菌種のバイオフィルム形成にも影響を与える可能性があると考え，3株のMRSAの他に，メチシリン感受性黄色ブドウ球菌（MSSA）1株，表皮ブドウ球菌3株（いずれも臨床由来）について，ポリスチレン製96ウェルプレートで培養し，ガロイル化合物添加の有無でバイオフィルム量を比較した．その結果，ガロイル化合物の添加でバイオフィルム形成が顕著に抑制されたのは3株のMRSAのみであり，他の菌株ではまったく抑制されないか，ごく僅かしか抑制されなかった．このことから，想定とは異なり，ガロイル化合物はMRSA特異的にバイオフィルム形成を阻害するものであることが明らかになった．このことはさらに，ガロイル化合物が阻害する，MRSA特異的なバイオフィルム形成過程の存在を示唆しており，研究展開の緒となる可能性がある．
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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
高価な試験片を浪費しないために基礎的なデータを綿密に押さえることが先決であると考え，実施する順序を変更してポリスチレン製96ウェルプレートでの実験を先行させた．ガロイル化合物のMRSAに対するMBICを決定するとともに，ガロイル化合物のバイオフィルム抑制作用はMRSAに特化したものである，という新たな展開につながる知見を得ることができた．今後はMRSAの感染制御に特化した研究として進めていく方針である．
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き実施計画に記載した研究を着実に進めていく．また，従来の研究計画に加えて，ガロイル化合物の誘導体がより効果的にMRSAバイオフィルム抑制作用をもつ可能性を考え，ポリスチレン製96ウェルプレートでバイオフィルム阻止濃度を測定し，入手可能な誘導体をスクリーニングする．もっとも効果の高いガロイル化合物またはその誘導体の，インプラント表面でのバイオフィルム抑制作用を明らかにする．さらに，MRSA特異的なバイオフィルム形成過程の実体を明らかにする．
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Report
(1 results)
Research Products
(2 results)
