細菌の細胞間情報伝達機構を阻害する薬剤による人工関節感染の治療に関する探索研究

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K09068
• Research Institution: Saga University
• Principal Investigator: 宮本 比呂志 佐賀大学, 医学部, 教授 (40229894)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: バイオフィルム / MRSA / 人工関節

Outline of Annual Research Achievements

菌体外マトリクスは多糖体や細胞外DNA，蛋白質から成るため，これらを分解する薬剤がバイオフィルム阻害剤としてあげられる。これらの中からRNA-inhibiting peptide（RIP）, ノルゲスチメート（NGM），および試薬X（特許申請等のため非公表）について，人工関節材料表面におけるMRSAバイオフィルム形成への影響を検討した。
RIPはクオラムセンシングを阻害して菌の付着を抑制し，バイオフィルム形成を抑制すると報告されている。MRSA株でのバイオフィルム抑制効果を確認するために，96 well plate（ポリスチレン）で24時間，静置培養し，クリスタルバイオレット染色にてバイオフィルムを定量した。3株のMRSAで調べたが、RIPはほとんど効果なく、むしろ薬剤添加によりバイオフィルム形成が促進される株もあった。
NGM（ノルゲスチメート）は内服することによってLNG（レボノルゲストレル）に変換されて作用を発揮し、菌体間多糖体 Polysaccharide intercellular adhesinの産生を抑制することが報告されている。しかし、MRSAの株によってバイオフィルム形成が抑制される場合と，促進される場合があることが明らかになった。
一方、試薬Xは濃度依存的にMRSA 3株のバイオフィルム形成を抑制した。そこで、試薬Xが有望だと考え，人工関節材料のひとつであるTi合金の表面で形成されるMRSAバイオフィルムに対する阻害効果を調べた。その結果、96 well plate（ポリスチレン）の結果と同様，Ti合金表面のMRSAバイオフィルム形成が試薬Xで顕著に抑制されることが明らかになった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

コロナ下での在宅勤務や材料や機器調達の遅れ、さらには密を避けるための施設利用制限などのため十分な研究を行うことが困難であった。

Strategy for Future Research Activity

試薬Xがどのような機序で、MRSAバイオフィルム形成を抑制しているのか明らかにするとともに、生体内でも効果を発揮するのかを動物実験等で確認して、特許等を取得したのち、随時学会報告を行っていく予定である。コロナ下での在宅勤務や実験材料や機器調達の遅れ、さらに密を避けるための施設利用制限などが当面続くと思われる。効率的で集中的な研究を行う予定である。

Causes of Carryover

コロナ下での在宅勤務や材料や機器調達の遅れ、さらには密を避けるための施設利用制限などのため十分な研究を行うことが困難であった。
試薬Xは濃度依存的にMRSA 3株のバイオフィルム形成を抑制した。そこで、試薬Xが有望だと考え，人工関節材料のひとつであるTi合金の表面で形成されるMRSAバイオフィルムに対する阻害効果を調べた。その結果、96 well plate（ポリスチレン）の結果と同様，Ti合金表面のMRSAバイオフィルム形成が試薬Xで顕著に抑制されることが明らかになった。試薬Xがどのような機序で、MRSAバイオフィルム形成を抑制しているのか明らかにするとともに、生体内でも効果を発揮するのかを動物実験等で確認して、特許等を取得したのち、随時学会報告を行っていく予定である。