| Project/Area Number |
23K06195
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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 47050:Environmental and natural pharmaceutical resources-related
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| Research Institution | Hokkaido University of Science |
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Principal Investigator |
前田 伸司 北海道科学大学, 薬学部, 教授 (50250212)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤原 永年 帝塚山大学, 現代生活学部, 教授 (80326256)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 抗酸菌 / MAC / 血清型特異糖ペプチド脂質 / 宿主免疫応答 |
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| Outline of Research at the Start |
日本国内では、非結核性抗酸菌感染症患者数が増加しており、その起因菌の8割以上がMAC菌である。MAC菌は、細菌表層に血清型特異糖ペプチド脂質 （GPL）を発現し、その構造に依存して分離株の病原性が異なることから、宿主の免疫応答に関与する因子として報告されている。
GPL構造と宿主免疫応答との相関を明らかにするために、①GPL構造と生合成遺伝子の同定、②GPL構造に依存した宿主免疫応答、特にToll様受容体への反応性について解析する。
病原性に関連したGPL構造と生合成機構・免疫応答の解明により、抗菌薬やワクチンなどの開発が可能となる。本研究の成果は、新規の感染症対策のひとつとなる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本国内では、非結核性抗酸菌感染症患者数が増加しており、その起因菌の8割以上がMycobacterium avium complex（MAC）である。抗酸菌の細胞壁は、脂質成分に富むことが特徴で、MAC菌はさらに細菌表層に血清型特異糖ペプチド脂質（glycopeptidolipid, GPL）を発現している。GPLは、感染時に宿主免疫システムと最初に接触する分子で、構造に依存して菌の病原性が異なり、免疫応答に直接関与する因子のひとつである。この分子に注目し、新規抗酸菌薬やワクチン開発につなげる研究を行う。GPL構造と免疫応答との相関を明らかにするために、①GPL構造と生合成遺伝子の同定、②GPL構造に依存した宿主免疫応答、特にToll様受容体への反応性について解析を行う。病原性に関連したGPL構造と生合成機構・免疫応答の解明により、GPL合成経路を標的とした抗菌薬やワクチンなどの開発が可能となる。
本年度の研究では、臨床分離株のMycobacterium intracellulare ku11株の新規GPL構造が、このGPL領域をプラスミドで血清型１型菌に導入することにより再現することができた。この結果に基づき、さらに、GPL合成酵素クラスター上の一部遺伝子を欠損させたプラスミドを構築して、血清型１型菌を形質転換し、発現したGPL構造を解析することで各遺伝子の機能の確認を行った。
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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
臨床分離株であるM. intracellulare ku11株が持つ新規GPL合成酵素クラスター領域のDNA断片（10-15 kbp）を抗酸菌の発現ベクターであるpVV16プラスミドに導入して、1型GPLを発現するNF113株を形質転換した。得られたコロニーのGPL構造を薄層クロマトグラフィー（TLC）で分析すると、糖鎖が6個結合したku11株のGPL構造が、NF113株由来の変異株で発現していることが確認できた。
そのため、CRISPR-Cas9法で各遺伝子破壊変異株を作製することと並行して、ku11株のGPL合成酵素クラスター上の一部遺伝子を欠損したプラスミドを構築し、NF113株を形質転換した。得られた変異株のGPL構造を分析し、各ORF機能の確認を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ku11株が持つGPL合成酵素クラスター領域のDNA欠損変異株のGPL構造分析で、ku11株のGPL合成メカニズムを明らかにする。
2024年度は、当初の計画通り、GPL構造とトール様受容体（TLR）との反応性の関連を調べるためのレポータージーンアッセイのための細胞の準備と他の血清型のGPL発現変異株の作製を進める。
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