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アスペルギルスと細菌の微生物間インタラクション解析による重複感染病態の解明と制御

Research Project

Project/Area Number 23K07922
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 54030:Infectious disease medicine-related
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

泉川 公一  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (20404212)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田代 将人  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 講師 (20713457)
田中 健之  長崎大学, 病院(医学系), 講師 (30432967)
高園 貴弘  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 准教授 (30716569)
柿内 聡志  長崎大学, 病院(医学系), 助教 (40794516)
角田 俊之  福岡大学, 医学部, 准教授 (70444817)
串間 尚子  福岡大学, 医学部, 准教授 (90642497)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywordsアスペルギルス / 細菌 / 細胞間コミュニケーション / バイオフィルム形成 / 病原細菌 / 微生物間インタラクション解析 / 重複感染
Outline of Research at the Start

抗酸菌を除く病原細菌とアスペルギルスのquorum-sensingを主体とした細胞間コミュニケ-ションに着目し、細菌とアスペルギルスの重複感染時に、真菌のautoinducer、二次代謝産物が、細菌の増殖・バイオフィルム形成能や、免疫担当細胞、ならびに肺胞上皮細胞に与える影響、マウスにおける病原性への相互の影響(インタラクション)について検討する。これらの重複感染時の病態解明により、将来的な抗微生物薬に依存しない重複感染時の感染制御という新しい治療戦略の構築の可能性がある。

Outline of Annual Research Achievements

アスペルギルスと非結核性抗酸菌との相互のインタラクションについて、細胞間コミュニケーションの視点から研究をおこなってきた。今回、非結核性抗酸菌以外の黄色ブドウ球菌や緑膿菌、その他の細菌とアスペルギルスとの重複感染について、同様の研究を行うこととし、①細菌の増殖・バイオフィルム形成能、②マクロファージの殺菌能、③ヒト気道三次元微少環境モデルを用いた細菌感染肺胞上皮細胞の免疫応答、④慢性気道感染マウスモデル、それぞれにおけるアスペルギルスの二次代謝産物、autoinducerの影響を検討する予定であった。一方で、先行研究で、in vitroにおける、アスペルギルスの増殖能、バイオフィルム形成能に対する非結核性抗酸菌の代謝産物や菌体外酵素が、アスペルギルスのバイオフィルム形成能を増強することをXTT assayにて証明したことをうけ、今年度は、①の研究について、まず、アスペルギルスの増殖能、バイオフィルム形成能に対して、細菌の代謝産物や菌体外酵素がどのように影響を与えるか検討した。
Pseudomonas aeruginosaの標準株であるPAO1株の培養上清を抽出し、Aspergillus fumigatusのreference株であるaf293株、A. terreus (NBRC6346)、A. flavus (NBRC6343)、A. niger (NBRC10564)の4株と共培養する実験系を構築した。アスペルギルスのバイオフィルム形成能はCV assayで評価した。すべてのアスペルギルスでバイオフィルム形成能が抑制される傾向にあり、特にA. fumigatusとA. flavusについては大きく抑制され、A. nigerとA. terruesについては、軽度であり、菌種によって影響が異なる可能性があることが判明した。また、②については、アスペルギルス死菌糸がマクロファージ自体にダメージを与えることが判明し、実験系の調整を行っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究で、①種々の細菌の増殖・バイオフィルム形成能、②マクロファージの殺菌能、③ヒト気道三次元微少環境モデルを用いた細菌感染肺胞上皮細胞の免疫応答、④慢性気道感染マウスモデル、それぞれにおけるアスペルギルスの二次代謝産物、autoinducerの影響を検討予定であったが、申請後の先行研究で、in vitroにおける、アスペルギルスの増殖能、バイオフィルム形成能に対する非結核性抗酸菌の代謝産物や菌体外酵素が、アスペルギルスのバイオフィルム形成能を増強することが判明したため、今年度は、①の研究について、まず、アスペルギルスの増殖能、バイオフィルム形成能に対して、細菌の代謝産物や菌体外酵素がどのように影響を与えるか検討した。②についても実験系の再調整を行っている。当初の予定より、やや遅れていると判断した。

Strategy for Future Research Activity

本研究で、①種々の細菌の増殖・バイオフィルム形成能、②マクロファージの殺菌能、③ヒト気道三次元微少環境モデルを用いた細菌感染肺胞上皮細胞の免疫応答、④慢性気道感染マウスモデル、それぞれにおけるアスペルギルスの二次代謝産物、autoinducerの影響を検討予定であった。先行研究で、in vitroにおける、アスペルギルスの増殖能、バイオフィルム形成能に対する非結核性抗酸菌の代謝産物や菌体外酵素が、アスペルギルスのバイオフィルム形成能を増強することが判明し、重複感染時に臨床的な増悪因子となる可能性を示した。本研究は、本来、アスペルギルスと非結核性抗酸菌を含めた種々の細菌が重複感染した際の相互作用をみる研究であり、in vitroで重複感染時の増悪する病態の解明に新しい知見がでたことは今後の研究の進展に大きいと考えた。当初、細菌の動態にアスペルギルスの二次代謝産物、autoinducerの影響与える影響をみる予定であったが、アスペルギルスの動態に、細菌が与える影響をみることに優先度をあげ研究を進める方針とした。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Serum Cytokine Changes in a Patient with Chronic Pulmonary Aspergillosis Overlapping with Allergic Bronchopulmonary Aspergillosis2024

    • Author(s)
      Tsukamoto Yusei、Ito Yuya、Obase Yasushi、Takazono Takahiro、Nakada Nana、Ashizawa Nobuyuki、Hirayama Tatsuro、Takeda Kazuaki、Ide Shotaro、Iwanaga Naoki、Tashiro Masato、Hosogaya Naoki、Fukahori Susumu、Fukushima Chizu、Yanagihara Katsunori、Izumikawa Koichi、Mukae Hiroshi
    • Journal Title

      Internal Medicine

      Volume: 63 Issue: 11 Pages: 1659-1664

    • DOI

      10.2169/internalmedicine.2234-23

    • ISSN
      0918-2918, 1349-7235
    • Year and Date
      2024-06-01
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Invasive <i>Malassezia</i> Infections2023

    • Author(s)
      Tashiro Masato、Takazono Takahiro、Izumikawa Koichi
    • Journal Title

      Medical Mycology Journal

      Volume: 64 Issue: 4 Pages: 79-83

    • DOI

      10.3314/mmj.23-003

    • ISSN
      2185-6486, 2186-165X
    • Year and Date
      2023-10-31
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Isolation of <i>Aspergillus udagawae</i> in Canaliculitis: A Case Report2023

    • Author(s)
      Nishihara Yuji、Nakamura Takahito、Sakai Yuki、Ban Yumiko、Tashiro Masato、Izumikawa Koichi、Kasahara Kei
    • Journal Title

      Medical Mycology Journal

      Volume: 64 Issue: 4 Pages: 99-102

    • DOI

      10.3314/mmj.23-00004

    • ISSN
      2185-6486, 2186-165X
    • Year and Date
      2023-10-31
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Efficacy and safety of isavuconazole against deep-seated mycoses: A phase 3, randomized, open-label study in Japan2023

    • Author(s)
      Kohno Shigeru、Izumikawa Koichi、et al.
    • Journal Title

      Journal of Infection and Chemotherapy

      Volume: 29 Issue: 2 Pages: 163

    • DOI

      10.1016/j.jiac.2022.10.010

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Aspergillus fumigatusと非結核性抗酸菌の相互作用評価2023

    • Author(s)
      浪江 穂高、高園 貴弘、伊藤 裕也、中田 奈々、芦澤 信之、平山 達朗、武田 和明、岩永 直樹、井手 昇太郎、田代 将人、迎 寛、泉川 公一
    • Journal Title

      日本医真菌学会雑誌

      Volume: Suppl.1 Pages: 104-104

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  • [Presentation] Human Vγ9Vδ2 T cells exhibit antifungal activity against Aspergillus fumigatus and other filamentous fungi.2024

    • Author(s)
      Takahiro Takazono, Koici Izumikawa et al
    • Organizer
      11th Advances Against Aspergillosis & Mucormycosis Conference
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      泉川公一
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      第9回日本医真菌学会関西支部「深在性真菌症研究会」
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    • Author(s)
      泉川公一
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      第97回日本感染症学会総会・第71回日本化学療法学会総会
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      泉川公一
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      泉川公一
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  • [Presentation] Diagnostic tests of fungal infection2023

    • Author(s)
      泉川公一
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      LMCE 2023 The 64th KSLM Annual Meeting
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Interaction between Aspergillus fumigatus and non-tuberculous mycobacteria2023

    • Author(s)
      Hotaka Namie, Takahiro Takazono, Yuichiro Nakano, Masato Tashiro, Hiroshi Mukae, Koichi Izumikawa
    • Organizer
      ID-week 2023
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    • Author(s)
      泉川公一
    • Organizer
      第91回日本呼吸器学会・日本結核・非結核性抗酸菌症学会 日本サルコイドーシス/肉芽腫性疾患学会 九州支部 秋季学術講演会
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    • Author(s)
      泉川公一
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    • Author(s)
      泉川公一
    • Organizer
      第70回日本臨床検査医学会学術集会
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      2023 Research-status Report

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Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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