2020 Fiscal Year Research-status Report
バイオフィルムによるインプラント感染症撲滅への新たな戦略
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18K09069
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
今井 智恵子 (野口智恵子) 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (90746653)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
尾崎 誠 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (20380959)
小関 弘展 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(保健学科), 教授 (70457571)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 術後感染症 / バイオフィルム / インプラント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成31年度（令和元年度）は，「治療薬物とバイオフィルム形成の関係性」を解明すべく，抗菌剤の濃度と細菌付着，バイオフィルム形成の関連性，浮遊菌とバイオフィルム形成菌でのタンパク解析，DNA分析，他菌株（黄色ブドウ球菌，緑膿菌，及び耐性菌）での評価を行った。しかし，新型コロナウイルス感染拡大の影響を受け，一部の研究は令和2年度に持ち越すことになった。従って，当初は令和2年度には「インプラント感染症に対するアプローチ」を行う予定であったが，令和3年3月31日時点で完遂できていない。最新の成果として，骨関節感染症ガイドラインで推奨されている抗菌薬を用いて，抗菌剤の濃度と浮遊菌量，およびバイオフィルムの形成量との相関を検証した。抗菌剤の濃度が最小発育濃度（MIC）以上では浮遊菌数とバイオフィルム形成量は抑制されたが，MIC以下では浮遊菌数が低下し，バイオフィルム形成量が増加するという結果を得た。DNA解析の結果などから，本現象を引き起こすシグナルはDNA変異，RNAレベル，タンパクレベルではなく，同種菌の生産するシグナル物質“オートインデューサー（autoinducer）”による細胞間伝達システムquorum sensingの可能性が高いことが判明した。バイオフィルムの生菌と死菌，細胞外マトリックスの構造をLive/Dead Staining Kitと共焦点レーザー顕微鏡で観察すると，バイオフィルムの辺縁には生菌が多く，死菌や休止菌は内部に分布していた。現在は，ラット実験と酸化チタンの効果を検証する準備を進めているが，令和3年度への延長を余儀なくされた。令和2年4月～令和3年3月まで期間における学会演題発表は12回（その内招待講演3回）であり，論文掲載は7編（その内英字論文2編，いずれもSCIEジャーナル）である。現在，英字論文3編を投稿中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
概ね計画に沿って研究は進行しているが、感染拡大などの社会的要因により一部の物品購入に日にちを要するため、残りは令和3年度に計上する。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度は，これまでのデータをもとにしてラット大腿骨インプラント感染モデルの作製と抗菌薬の効果判定，および酸化チタンの抗菌性と超音波刺激による対バイオフィルム効果の評価に挑む予定である。コロナウイルス感染拡大の状況から感染症関連の研究に対する規制が強化されているため，必要な諸手続きを順次進めていく。
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| Causes of Carryover |
コロナウイルス感染拡大により，一部の物品と備品の納入時期が遅れたため，令和2年度の使用額が低くなり，次年度使用額が生じてしまった。具体的には，膨大なデータを管理するセキュリティーレベルの高いOA機器と解析ソフトウェア，データを保存する電子媒体を購入する予定である。また，消耗品として各種試薬，印刷用紙，プリンタインク，研究室内のシャーレやピペットなどの物品費，延期となった学会への参加費，演題登録料，旅費，そして論文作成における英文校閲，ジャーナル投稿及び掲載料などの費用が見込まれる。
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