緑膿菌による腸管経由内因性血液感染機構の解析とそれに基づいた防止策の考案

• Project/Area Number: 23K06547
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 49050:Bacteriology-related
• Research Institution: Kagawa Prefectural College of Health Sciences
• Principal Investigator: 末澤 千草 香川県立保健医療大学, 保健医療学部, 講師 (90331868)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奥田 潤 香川県立保健医療大学, 保健医療学部, 教授 (90334276)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 緑膿菌 / Caco-2細胞層透過活性 / 腸管経由内因性血液感染 / 動物感染実験 / RNAシーケンス / 宿主因子

Outline of Research at the Start

緑膿菌は健常者には病原性が弱いが易感染性宿主に対しては病原性を示す日和見病原体である。本菌による腸管経由内因性血液感染を防ぐため、これまでにわれわれは、本菌のヒト結腸癌由来細胞（Caco-2細胞）層透過活性に関与する21個の遺伝子を同定し、これらの遺伝子を起点に解析を進めてきた。本研究では、これまでの結果をさらに発展させ、本菌による腸管経由内因性血液感染機構の解明および本菌による腸管経由内因性血液感染の予防につながる因子の探索を引き続き行う。

Outline of Annual Research Achievements

これまでに申請者らは、緑膿菌のCaco-2細胞層透過活性に関与する21個の遺伝子を同定し、これらの遺伝子を起点に緑膿菌による腸管経由内因性血液感染機構の解明および腸管経由内因性血液感染の予防につながるターゲット遺伝子やターゲットタンパク質の探索を進めてきた。本申請研究では、これまでの結果をさらに発展させ、緑膿菌による腸管経由内因性血液感染防止策の考案につなげることを目的とする。
本年度は、21個の遺伝子のうちの解糖経路に関連する遺伝子（fruK遺伝子）について申請者らの先行研究で実施した、RNAを用いた網羅的遺伝子発現解析結果において、野生株とfruK遺伝子の遺伝子破壊株との間で発現に違いがみられた遺伝子について、これらの遺伝子とfruK遺伝子のCaco-2細胞層透過活性との関連性についての検討を引き続き行った。また、緑膿菌の病原性を評価するための感染モデルを用いた感染実験について、マウスを用いた感染実験系の構築にむけて検討を行った。さらに、細胞死と上皮細胞層透過活性との関連性について明らかにする目的で、緑膿菌の上皮細胞層透過活性と細胞死それぞれに関与することが報告されている病原因子ExoSに着目し、ExoSと関連する宿主因子の選定、選定した宿主因子のノックアウト細胞の作製の検討も継続して行っている。また、申請者らの先行研究により、fruK遺伝子のCaco-2細胞層透過活性に、fruK遺伝子が含まれるオペロンが関与している可能性が示唆されたことから、今後は、オペロンに含まれる他の遺伝子がfruK遺伝子のCaco-2細胞層透過活性に関与する機序についても明らかにしていきたいと考えている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

申請者らの先行研究から得られた結果を基に、現在申請者らが着目している、fruK遺伝子のCaco-2細胞層透過活性機序について、関与が示唆される遺伝子を対象とした検討を進めることができている。

Strategy for Future Research Activity

申請者らの先行研究により、fruK遺伝子のCaco-2細胞層透過活性に、fruK遺伝子が含まれるオペロンが関与している可能性が示唆されたことから、オペロンに含まれる他の遺伝子を対象とした検討も行いたいと考えている。また、細胞死と上皮細胞層透過活性との関連性について明らかにする目的で、緑膿菌の上皮細胞層透過活性と細胞死それぞれに関与することが報告されている病原因子ExoSに着目し、ExoSと関連する宿主因子の選定、選定した宿主因子のノックアウト細胞の作製の検討も継続して行い、ノックアウト細胞を用いた上皮細胞層透過活性試験や病原性試験も行いたいと考えている。