2019 Fiscal Year Research-status Report
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18K07129
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| Research Institution | Tokushima Bunri University |
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Principal Investigator |
竹原 正也 徳島文理大学, 薬学部, 講師 (40742705)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永浜 政博 徳島文理大学, 薬学部, 教授 (40164462)
小林 敬子 徳島文理大学, 薬学部, 助教 (90170315)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 細菌毒素 / 自然免疫 / 好中球 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ウエルシュ菌はガス壊疽の原因菌の一つであり、短時間で好中球減少症を介した敗血症を引き起こし、抗菌薬の投与でコントロールできない極めて予後の悪い感染症を引き起こす。最近、我々は、ウエルシュ菌に感染したガス壊疽モデルマウスを用いた検討により、本菌に感染した宿主では好中球の分化が抑制され、宿主の自然免疫機能が低下することを発見した。このような作用は、本菌による感染症の急速な進行に関与すると考えられる。そこで、本研究では、ガス壊疽モデルマウスを用いて、本菌が好中球の産生に与える詳細な検討を行った。はじめに、ウエルシュ菌感染マウスで、好中球の分化や増殖を促進する顆粒球コロニー刺激因子（G-CSF）の産生を定量すると、予想に反し、本菌の感染により生体内でG-CSFが過剰に産生されることが判明した。また、このようなG-CSFの産生亢進作用は、α毒素遺伝子を欠損した変異型のウエルシュ菌ではほとんど観察されず、本菌より産生されたα毒素が、G-CSFの産生を亢進することが判明した。さらに、ヒト臍帯静脈内皮細胞（HUVECs）を用いた検討により、α毒素がToll様受容体を過剰に活性化することが分かった。一方、純化した好中球にα毒素を作用させると、G-CSF受容体の発現が低下し、好中球のG-CSFに対する感受性が低下した。これらの結果より、ウエルシュ菌が感染した宿主では、産生されたα毒素が好中球でG-CSF受容体の発現を低下させ、G-CSFを介した好中球の分化や増殖を阻害し、好中球の産生が障害されると考えられる。また、一方で、α毒素はToll様受容体（TLR）による免疫応答を過剰に活性化し、敗血症を悪化されることが判明した。以上の結果より、α毒素は様々な機構により宿主の免疫を撹乱すると推察される。
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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
2019年度は、ウエルシュ菌感染マウスにリコンビナントG-CSF（rG-CSF）を投与し、本菌の感染に対するrG-CSFの治療効果について検討すること、また、マウスより採取した好中球にα毒素を処理し、発現が変動する遺伝子をDNAマイクロアレイを用いて網羅的に解析し、α毒素の作用メカニズムの全体像を明らかにすることをそれぞれ計画した。
ウエルシュ菌感染マウスでは、α毒素依存的な骨格筋の障害が認められた。この骨格筋障害に対して、rG-CSF投与は治療効果を示さなかった。この結果は、α毒素が好中球でG-CSF受容体の発現を低下させ、好中球がG-CSFに対して非感受性となる結果と符合し、rG-CSFがウエルシュ菌感染症の治療に有効でないことが示唆された。
また、マウスより採取した好中球にα毒素を処理し、発現が変動する遺伝子をDNAマイクロアレイを用いて網羅的に解析した実験では、予想に反し、α毒素依存的な遺伝子の発現変化はほとんど観察されなかった。この結果より、α毒素が好中球の分化を抑制する機構として、細胞膜脂質の変化に着目し検討を続けている。
このように、本研究は当初の計画にそって、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の検討は以下の方針で行う予定である。
1. α毒素が好中球の分化を抑制する機構として、α毒素が細胞膜でのセラミド産生に与える影響を検討する。
2. 外添加したセラミドが好中球の分化に与える影響を検討する。
3. α毒素によるTLRの過剰な活性化の機構を解明する。
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