2019 Fiscal Year Research-status Report
virulence assessment of pathogenic Candida species with a fungal tranlocation mouse model
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19K16645
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
平山 達朗 長崎大学, 病院(医学系), 助教 (40836269)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | トランスロケーション / マウスモデル / Candida albicans / Candida glabrata |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究で作成途中であったトランスロケーションマウスモデルを用いて、Candida6菌種の病原性を評価した。これまで各菌種1株ずつしか行えていなかった病原性を、各菌種1株ずつを加え評価した。さらに、マウスの種類、Candidaの投与菌数、免疫抑制剤の投与量および投与間隔、抗菌薬の使用などについて再実験を行い、マウスモデル作成に適切な条件を検証した。菌株により多少の違いは見られたものの、Candida albicansおよびCandida tropicalisは組織侵襲性が強く、病原性が高いと考えられた。一方、Candida guilliermondiiはほとんど組織侵襲が見られず病原性は低いと考えられた。研究結果はScientific reportに投稿し2020年に発行された（Hirayama T et al. Sci Rep. 2020 2;10(1):3814.doi:10.1038/s41598-020-60792-y）。モデルの確立後は、腸管における宿主免疫応答のメカニズムや、菌側の定着及び組織侵襲に必要とする因子の解明を進めた。
まず、腸管組織内のサイトカイン（IL-6, TNF-α）をC. albicansとCandida glabrataで測定した。破砕した組織よりサイトカインの測定は可能であったが、いずれもC. albicansで高く、当初の計画の目的であるC. glabrataで特異的に上昇するサイトカインの発見には至っていない。
また酸化ストレス関連因子であるHOG1やIRE1の遺伝子欠損株や過剰発現株を用いて、腸管への定着、多臓器への播種を評価したが、いずれも野生株と大きな違いは見られなかった。
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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
これまでの研究で作成途中であったトランスロケーションマウスモデルを用いて、Candida6菌種の病原性を評価し論文とし発表できたことは大きな成果と考えている。査読にて、モデル作成についての細かな条件や複数の菌株を用いた再実験を行う必要があり、2019年度は時間をかけて取り組んだ。
当初予定していた腸管におけるサイトカインの測定については、測定自体は可能であり実験手技は確立できたが、現時点では侵襲性が強い菌種で高い傾向にあり、菌種に特異的なサイトカインは特定できていない。IL-6, TNF-α以外のサイトカインを測定するか検討中である。
遺伝子変異株を用いた実験ではC. glabrataの酸化ストレス関連因子であるHOG1, IRE1の変異株をもちいて実験を行ったが、病原性に変化は見られなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画では予定していなかったが、薬剤耐性を獲得しやすいC. glabrataやCandida aurisを腸管へ定着させ、抗真菌薬であるミカファンギンやキャスポファンギンをマウスに連日投与すると、一時便中の生菌数は減少するものの、その後再増加することが分かった。再増加した際の菌の薬剤感受性を調べるとこれらの薬剤に耐性になっており、腸管が薬剤耐性菌のリザーバーになっていることが予想される。これらの菌にはキャンディン耐性機序として知られているFKSの変異が見られず、新たな薬剤耐性機序が関与していると考えられる。この現象はC. albicansでは見られなかった。
現在、耐性となった菌株のRNA sequenceおよびWhole genome sequenceを実施し、耐性機序についての解析を進めている。薬剤耐性に関わる遺伝子が推定されれば、遺伝子操作を行い新規薬剤耐性機序の解明に繋がると考えている。
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| Causes of Carryover |
サイトカインを測定するためのELISAキットを購入する予定であったが、投稿論文の再実験に時間をかける必要があったことや、予備実験で菌種に特異的なサイトカインが見つけられずサイトカイン測定の実験自体が進まなかったため、次年度使用額が生じた。2020年度はサイトカインキットの購入や薬剤耐性株のwhole genome sequence, RNA sequenceなどに使用する予定である。
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