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呼吸器ウイルスに増強される細菌感染の分子機序の解析と標的細胞の同定

Research Project

Project/Area Number 22K17354
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 58020:Hygiene and public health-related: including laboratory approach
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

前花 祥太郎  北里大学, 医療衛生学部, 講師 (40803177)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 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: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords呼吸器ウイルス / 薬剤耐性 / 混合感染 / iPS細胞 / シングルセル解析 / 薬剤耐性菌
Outline of Research at the Start

抗微生物薬耐性は全世界で増加の一途を辿っており、基礎疾患を持つ患者や急性ウイルス感染症後の免疫が低下した易感染性宿主の抗菌薬治療に大きく影響を与え、病状を長引かせ、医療全体を逼迫させている。インフルエンザウイルスやRSウイルス感染症において細菌感染症の併発により病態を著しく悪化させるとは知られているが、新型コロナウイルス感染症では原因菌が特定される前に広域スペクトルの抗菌薬投与が開始されることもあり、混合感染の研究が進んでいない。本申請では、新型コロナウイルス感染に併発する薬剤耐性菌の混合感染のメカニズムを、ヒトiPS細胞由来気道上皮細胞およびヒトiPS細胞由来肺胞上皮細胞を用いて解析する。

Outline of Annual Research Achievements

全世界で増加の一途を辿って抗微生物薬耐性(Antimicrobial resistance)は、基礎疾患を持つ患者や急性ウイルス感染症後の免疫が低下した易感染性宿主の抗菌薬治療に大きく影響を与え、病状を長引かせ、医療全体を逼迫させている。ウイルス性呼吸器感染症が予後不良となる転機は、混合性あるいは続発性に生じる細菌感染症にあり、特に薬剤耐性菌による感染症は治療薬の選択肢が限られる。
インフルエンザウイルスやRSウイルス感染症において細菌感染症の併発により病態を著しく悪化させるとは知られているが、新型コロナウイルス感染症では原因菌が特定される前に広域スペクトルの抗菌薬投与が開始されることもあり、混合感染の研究が進んでいない。本申請では、新型コロナウイルス感染に併発する薬剤耐性菌の混合感染のメカニズムを、肺由来株化細胞に並びにヒトiPS細胞由来気道上皮細胞などを用いて解析する。
2023年度は当研究室で集積している耐性菌による培養細胞への定着実験を実施してきた。耐性菌の集積は腸内細菌目細菌である肺炎桿菌や大腸菌、緑膿菌等が検出されており、入院治療で第一選択薬となる高域β-ラクタム契約に耐性を示す細菌が順調に分離され、保存している。緑膿菌を中心に線維芽細胞ならびにヒト肺由来細胞A549において実施したものの、菌株数が少ないことに加え、定着性を示す菌株が想定よりも抽出できておらず、先の解析は進んでいない。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

呼吸器細胞へ定着性を示す耐性菌の抽出が想定よりも少ないため。

Strategy for Future Research Activity

1) 肺炎桿菌など腸内細菌目細菌などの薬剤耐性菌における細胞への付着性の確認
2) インフルエンザウイルスとの共感染での影響

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] ACE2 knockout hinders SARS-CoV-2 propagation in iPS cell-derived airway and alveolar epithelial cells2023

    • Author(s)
      Niwa Ryo、Sakai Kouji、Lung Mandy Siu Yu、Matsumoto Tomoko、Mikawa Ryuta、Maehana Shotaro、Suzuki Masato、Yamamoto Yuki、Maurissen Thomas L.、Hirabayashi Ai、Noda Takeshi、Kubo Makoto、Gotoh Shimpei、Woltjen Knut
    • Journal Title

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      Volume: 11 Pages: 1290876-1290876

    • DOI

      10.3389/fcell.2023.1290876

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  • [Journal Article] iPSC-derived mesenchymal cells that support alveolar organoid development2022

    • Author(s)
      Tamai Koji、Sakai Kouji、Yamaki Haruka、Moriguchi Keita、Igura Koichi、Maehana Shotaro、Suezawa Takahiro、Takehara Kazuaki、Hagiwara Masatoshi、Hirai Toyohiro、Gotoh Shimpei
    • Journal Title

      Cell Reports Methods

      Volume: 2 Issue: 10 Pages: 100314-100314

    • DOI

      10.1016/j.crmeth.2022.100314

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      石村菜穂子、伊澤紘輝、小山真子、江田諒太郎、Amarasiri Mohan、古川隼士、清和成、鈴木仁人、久保誠、前花祥太郎
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      酒井宏治, 畑玲央、前花祥太郎、丹羽諒、西川美里、福住悠太朗、茂木祐李香、久保誠、後藤慎平、Kunut Woltjen 、吉田善紀
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      石村菜穂子、江田諒太郎、伊澤紘輝、小山真子、鈴木仁人、小島史章、久保誠、前花祥太郎
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      福住悠太朗、前花祥太郎、西川美里、茂木祐李香、久保誠、吉田善紀、酒井宏治
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  • [Presentation] 2022年度における医療排水および下水処理場から検出される広域β-ラクタム耐性菌の実態2023

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      小山真子、石村菜穂子、江田諒太郎、伊澤紘輝、小島史章、久保誠、前花祥太郎
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      伊澤紘輝、江田諒太郎、久保誠、鈴木仁人 、前花祥太郎
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  • [Presentation] TMPRSS2遺伝子欠損マウスを用いたインフルエンザウイルス連続継代に伴うウイルス変異の経時的な解析2022

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      茂木祐李香、前花祥太郎、永田直也、網康至、竹原一明、北里英郎、酒井宏治
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      伊澤紘輝、江田諒太郎、新井田凪、北里英郎、鈴木仁人 、前花祥太郎
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      石村菜穂子、江田諒太郎、伊澤紘輝、Amarasiri Mohan、古川隼士、清和成、久保誠、前花祥太郎
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  • [Presentation] ACE2 knockout hinders SARS-CoV-2 propagation in iPSCs-derived airway and alveolar eputhelial cells2022

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      Ryo Niwa, Kouji Sakai, Mandy Lung, Tomoko Matsumoto, Ryuta Mikawa, Senye Takahashi, Yuki Yamamoto, Jun Kanamune, Yurika Moteki, Oceguera-Yanez Jose-Fabian, Thomas L. Maurissen, Shotaro Maehana, Kazuaki Takehara, Shimpei Gotoh, Knut Woltjen
    • Organizer
      日本ゲノム編集学会第7回大会
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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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