2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of highly efficient antimicrobial therapy by white LED light.
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16K01423
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| Research Institution | Toin University of Yokohama |
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Principal Investigator |
徳岡 由一 桐蔭横浜大学, 医用工学部, 教授 (30339907)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
蓮沼 裕也 桐蔭横浜大学, 医用工学部, 助教 (70643013)
池上 和志 桐蔭横浜大学, 医用工学部, 准教授 (30375414)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 黄色ブドウ球菌 / Staphylococcus aureus / 発育抑制 / 白色LED光 / Staphyloxanthin / 連続光 / パルス光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はStaphylococcus aureusに対する白色LED光による発育抑制（Photodynamic inactivation, PDI）効果のメカニズムを解明し、新規抗菌療法の確立を目的とした基礎研究である。
平成28および29年度は、種々の条件下におけるPDI効果の違いを検討した。さらに、臨床応用を視野に入れた光源装置の改良にも着手した。平成30年度は、菌が産生するカロテノイド系色素の産生量とPDI効果との関連について検討した。さらに、色素を含む菌体抽出物を、HPLCを用いて分画するための条件を確立した。さらには、光照射に対する遺伝子発現などのストレス応答について検討した。また、照射エネルギー量等を安定的に提供するため、光源装置の設計面からの検討を進めた。
これら一連の研究結果から、白色LED光照射によるPDI効果は内因性物質による光増感作用によって生成した活性酸素種に起因することが明らかとなった。さらに、菌体抽出物のHPLC測定から、保持時間が比較的短いところに現れる蛍光ピークを示す物質が光増感性物質であることが予想された。しかし、その物質の同定には至らなかった。また、白色LED光照射後の菌の分裂開始までの誘導期時間の延長が確認され、細胞分裂の際に発現するftsZの低下が確認された。また、光源装置の開発のための白色LED光源用波長フィルタの選定、パルス光照射制御の効率化のためのタイマー装置の作製等、光源装置開発のための有用な知見を得ることができた。
当初、予定していた菌中の内因性光増感性物質の同定には至らなかった。また、臨床菌株への応用研究についても、適切な菌株の収集ができなかったため実施には至らなかった。引き続き検討していきたい。一方、細胞分裂に関連する遺伝子の関与が示唆されたことは、本研究の目的の一つであるPDI効果機序の解明に大きく寄与すると考えられる。
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