バクテリオファージの産業利用を目指したファージバンクの構築

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K07146
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 稲葉 桂子 (長谷川桂子) 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 研究員 (40448709)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: バクテリオファージ / 薬剤耐性菌 / ファージバンク / ファージセラピー

Outline of Annual Research Achievements

細菌感染症治療の現場で多剤耐性化して世界的に問題になっている細菌として、黄色ブドウ球菌、クレブシエラ属菌、アシネトバクター属菌、緑膿菌などがある。これらの多剤耐性菌を殺菌できるファージの収集・特性解析およびバンク化は多剤耐性菌感染症治療に向けて非常に重要である。今年度は前年度に引き続き、それらの多剤耐性菌に感染できるファージの探索を行なった。系統的に多様で薬剤耐性株が含まれる菌株を使いながら、薬剤耐性株を殺菌できるファージを中心に探索を進めた。

ファージ探索には岐阜市とその周辺地域から採取した流入下水を用いた。上記の株を宿主としてファージ探索を行なった結果、新たに60種類以上のファージを得ることができた。下水サンプルと標的宿主菌の前培養の際、従来はガラス試験管で行なっていたが、マイクロタイタープレートに変更することで、一度に扱うことができるサンプル数が多くなり、昨年度より多くのファージを得られるようになった。さらに、寒天プレート上でファージを検出する際に使用するソフトアガロースの濃度を下げることで、より多種類、かつこれまでと異なる特徴を保持するファージを収集できるようになった。
ファージ探索と並行して、これまで収集したファージの特徴づけを行なった。多数の臨床分離株を用いて殺菌活性測定をハイスループットに行い、ファージ感染の有無と感染の程度を明らかにした。感染の宿主域が広いファージについては全ゲノム解析を行った。
次年度も引き続き薬剤耐性菌に感染できるファージの収集に注力したいと考えている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2022年度は多数の薬剤耐性臨床分離株を用いて、より多様性に富むファージの探索を試みた。これまで収集してきたファージの特徴づけについては順調に進んだ。

一方で、新型コロナウイルス感染症の蔓延による計画の遅延は未だ解消できていない。宿主菌株がスムーズに入手できなかったことや、ファージ探索に最も重要な環境サンプルの入手、特に下水サンプルの採取については時期と頻度を限定せざるを得なかったため、収集できたファージ種が限定的になってしまったと考えている。しかし、ファージ探索方法の工夫により、前年度に比べファージが効率的に得られるように改良できた。来年度もファージ探索法のさらなる改良を試みて、引き続きファージ探索を続けていこうと考えている。

Strategy for Future Research Activity

これまでのところ、宿主菌株の入手が遅れファージ探索が十分できていないものや、ファージ探索を行っても一部の菌種でファージが得られていないものがある。現在は菌株の入手も完了し、ファージ探索の準備が整ってきた。2023年度はそれらの菌種でファージの探索・単離、特徴づけを進めていく予定である。まずは現在保持している下水サンプルを使用して探索を行う。その際、多数の薬剤耐性菌を同時に宿主菌として使用することを考えているが、多種の標的細菌に対して効率よくファージ探索が進められるよう、タイタープレートを活用した探索法の改良も行いたいと考えている。

収集したファージの中で宿主域が広く、将来的にファージ療法などに有用性が高いと考えられるものについては全ゲノム配列を決定し、精査を進める。これまで収集してきたファージも含め、本研究で得られたファージの情報、特徴について再度精査し、順次まとめていく予定である。

Causes of Carryover

実験計画の進捗にやや遅れが生じており、遅れた分を次年度に繰り越した。使用計画に変更はない。