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Development of phage therapy to circumvent bacterial resistance mechanisms

Research Project

Project/Area Number 22K19618
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 57:Oral science and related fields
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Kawabata Shigetada  大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (50273694)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山口 雅也  大阪大学, 大学院歯学研究科, 准教授 (00714536)
住友 倫子  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学域), 教授 (50423421)
Project Period (FY) 2022-06-30 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsバクテリオファージ / レンサ球菌 / バイオインフォマティクス / ファージ療法 / 耐性化 / 抗CRISPR分子 / 耐性化回避
Outline of Research at the Start

本研究計画では、新たな感染症治療薬候補としての、細菌の耐性化を回避する人工合成ファージの創出を目指す。通常バクテリオファージはヒトに感染しないため、特異性が高く薬剤耐性菌に対する新たな切り札となりうる。一方で、細菌はCRISPR-Cas機構などにより、ファージ耐性を獲得する。本研究では、ヒトの口腔や咽頭由来のレンサ球菌を宿主細菌として、日本の臨床分離株に分布するファージ配列の探索を行うとともに、細菌のファージ耐性機構を突破する能力を付与した人工合成ファージを作製して、耐性化しにくいファージ療法の探索を行う。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we searched for phage sequences distributed among Japanese clinical isolates of Streptococcus from human oral cavity and pharynx.
Draft genome sequences were sequenced for 311 streptococcal strains collected in our laboratory. The resulting sequence data were subjected to data cleaning using fastp, de novo assembly using SKESA, and gene annotation using pharokka. We focused on bacteriolysis enzymes and obtained 1,898 endolysin genes, 115 amidase genes and 462 holin genes. Molecular phylogenetic analysis was performed on these genes to clarify their phylogenetic relationships.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、感染症の新たな治療戦略としてファージ療法が注目されている。背景には、多剤耐性菌の世界的な増加がある。ファージ療法は、細菌に感染するウイルスであるバクテリオファージの殺菌能を利用した治療法であり、ロシアなどの東欧諸国においてファージ療法は用いられてきた。また、2016年に米国にて、既存の抗菌薬で治療不可能であった超多剤耐性菌感染患者がファージ療法の実施によって完治し、大きな衝撃を与えた。
通常バクテリオファージはヒトに感染しないため、特異性が高く薬剤耐性菌に対する新たな切り札となりうる。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (48 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Journal Article (14 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 9 results) Presentation (32 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 6 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] 連載 臨床医のための微生物学講座・Vol.5 基礎研究からみた化膿レンサ球菌による病態形成機構と宿主の防御機構2024

    • Author(s)
      山口雅也,川端重忠
    • Journal Title

      医学のあゆみ

      Volume: 288 Issue: 10 Pages: 869-874

    • DOI

      10.32118/ayu28810869

    • ISSN
      0039-2359
    • Year and Date
      2024-03-09
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    • Author(s)
      Sumitomo T, Kawabata S.
    • Journal Title

      Jpn. Dent. Sci. Rev.

      Volume: 60 Pages: 44-52

    • DOI

      10.1016/j.jdsr.2023.12.006

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    • Peer Reviewed / Open Access
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    • Author(s)
      Takebe K, Suzuki M, Sangawa T, Kreikemeyer B, Yamaguchi M, Uzawa N, Sumitomo T, Kawabata S, Nakata M.
    • Journal Title

      Arch. Microbiol.

      Volume: 206 Issue: 1 Pages: 4-4

    • DOI

      10.1007/s00203-023-03727-1

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    • Author(s)
      Hirose Y, Poudel S, Sastry AV, Rychel K, Lamoureux CR, Szubin R, Zielinski CD, Lim HG, Menon DN, Bergsten H, Uchiyama S, Hanada T, Kawabata S, Palsson BO, Nizet V.
    • Journal Title

      mSystems

      Volume: 8 Issue: 3

    • DOI

      10.1128/msystems.00247-23

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    • Author(s)
      Kubota Seiko、Nakata Masanobu、Hirose Yujiro、Yamaguchi Masaya、Kreikemeyer Bernd、Uzawa Narikazu、Sumitomo Tomoko、Kawabata Shigetada
    • Journal Title

      Microbiology and Immunology

      Volume: - Issue: 7 Pages: 319-333

    • DOI

      10.1111/1348-0421.13069

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    • Author(s)
      Kawanishi K., Naito-Matsui Y., Soares Zaramela L., van Sorge N.M., Yamaguchi M.
    • Journal Title

      Front. Microbiol.

      Volume: 14 Pages: 1341820-1341820

    • DOI

      10.3389/fmicb.2023.1341820

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    • Author(s)
      Takemura M, Yamaguchi M, Kobayashi M, Sumitomo T, Hirose Y, Okuzaki D, Ono M, Motooka D, Goto K, Nakata M, Uzawa N, Kawabata S.
    • Journal Title

      FRONTIERS IN CELLULAR AND INFECTION MICROBIOLOGY

      Volume: 12 Pages: 844000-844000

    • DOI

      10.3389/fcimb.2022.844000

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    • Author(s)
      Hirose Y, Kolesinski P, Hiraoka M, Uchiyama S, Zurich R.H, Kumaraswamy M, Bjanes E, Ghosh P, Kawabata S, Nizet V.
    • Journal Title

      MICROBIAL PATHOGENESIS

      Volume: 169 Pages: 105636-105636

    • DOI

      10.1016/j.micpath.2022.105636

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    • Author(s)
      Bergmann R, Gulotta G, Andreoni F, Sumitomo T, Kawabata S, Zinkernagel A.S, Chhatwal G.S, Nizet V, Rohde M, Uchiyama S.
    • Journal Title

      INFECTIOUS MICROBES & DISEASES

      Volume: 4 Issue: 3 Pages: 116-123

    • DOI

      10.1097/im9.0000000000000098

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    • Author(s)
      Okahashi N, Sumitomo T, Nakata M, Kuwata H, Kawabata S.
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 17 Issue: 11 Pages: e0276293-e0276293

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0276293

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  • [Journal Article] Construction of human three-dimensional lung model using layer-by-layer method.2022

    • Author(s)
      Akamatsu Y, Akagi T, Sumitomo T, Takahara Y, Akiyama S, Kawabata S*, Akashi M.
    • Journal Title

      Tissue Engineering Part C methods.

      Volume: 29 Issue: 3 Pages: 95-102

    • DOI

      10.1089/ten.tec.2022.0184

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  • [Journal Article] Secondary streptococcal infection following influenza.2022

    • Author(s)
      Okahashi N, Sumitomo T, Nakata M, Kawabata S.
    • Journal Title

      Microbiol. Immunol.

      Volume: In press Issue: 6 Pages: 253-263

    • DOI

      10.1111/1348-0421.12965

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  • [Journal Article] Oral mitis group streptococci: A silent majority in our oral cavity.2022

    • Author(s)
      Okahashi N, Nakata M, Kuwata H, Kawabata S.
    • Journal Title

      MICROBIOLOGY AND IMMUNOLOGY

      Volume: 66 Issue: 12 Pages: 539-551

    • DOI

      10.1111/1348-0421.13028

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  • [Journal Article] 肺炎球菌の種の壁を超える進化機構 ~肺炎球菌は口腔レンサ球菌の遺伝子を取り込んで耐性化する~.2022

    • Author(s)
      山口雅也,川端重忠.
    • Journal Title

      日本歯科医師会雑誌

      Volume: 75 Pages: 185-193

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      山口雅也.
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      Yamaguchi M, Kobayashi M, Kawanishi K, Ono M, Motooka D, Okuzaki D, Kawabata S.
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      大野 誠之,山口 雅也,元岡 大祐,広瀬 雄二郎,東 孝太郎,秋山 徹,住友 倫子,池辺 忠義,奥野 ルミ,川端 重忠.
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Published: 2022-07-05   Modified: 2025-01-30  

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