Establishment of intestinal flora modification method for prevention of enterohemorrhagic Escherichia coli infection and inflammatory enteritis

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K07023
• Research Institution: Gihu University of Medical Science
• Principal Investigator: 杉山 剛志 岐阜医療科学大学, 薬学部, 教授 (70268001)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 所 俊志 岐阜医療科学大学, 薬学部, 講師 (10551088) ; 村上 泰介 岐阜医療科学大学, 薬学部, 准教授 (40384135)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 腸内細菌叢 / 感染性腸炎 / 炎症性腸疾患

Outline of Annual Research Achievements

腸内細菌叢は感染性腸炎や炎症性腸疾患の発症感受性に影響することは様々な研究および実例から明らかである。しかし、これらの腸炎にどのような腸内細菌叢が耐性あるいは感受性を付与するか、また既に確立している腸内細菌叢はどのようにしたら改変可能か、といった基本的な疑問に答える科学的根拠に基づく理論は確立していない。本研究では腸内細菌叢の改変法と有用性の科学的根拠を、マウス実験モデルを用いて示すことを目指している。既に確立しているマウス腸内細菌叢再構成モデルを用いて、感染性腸炎および炎症性腸疾患に影響する腸内細菌叢を16SリボソームDNAのメタゲノム解析によって明らかにしていく予定であるが、まず、抗菌薬投与による腸内細菌叢再構成モデルについて再検討した。多くの文献で使用されているメトロニダゾールを含む4種の抗菌薬を自由飲水投与する方法はマウスの飲水拒否を引き起こすことが確認され、この結果は過去の検討で得られた結果と同様であった。また、感染性腸炎のモデルとしてシトロバクター・ロデンティウム感染について検討を行った。その結果、SPF環境で飼育されたマウスに感染させる場合でも、リンコマイシンを含む4種の抗菌薬を自由飲水投与した後に感染させることによって安定的に感染が持続できることを確認した。また、この場合には飲水拒否は起こらないことが確認された。今後、リンコマイシンを用いた抗菌薬の自由飲水投与法によって腸内細菌叢を改変し、腸炎感受性との相関を明らかにしていく。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本年度から本学動物実験施設が本格稼働する予定であったが、新型コロナウイルス感染症の蔓延に対する対応等から予定が大幅に遅れ、動物実験がごく一部しか行えなかった。また、本学に設置されている次世代シークエンサーを用いて腸内細菌叢の解析を行う予定であったが、利用者説明等が十分に行えず大幅に遅れた。さらに、新型コロナウイルス感染症蔓延防止のための教育配慮等、個人的な研究エフォートも十分に取ることができなかった。

Strategy for Future Research Activity

動物実験施設が利用可能になったことから、まずは遅れている動物実験を順次進めていく。次世代シークエンサーも稼働させ、解析を進める。腸内細菌叢の解析については一部、受託解析の利用も検討する。腸内細菌叢の解析を確立させた後、再構成モデルの解析を行っていきたい。

Causes of Carryover

動物実験、次世代シークエンサーによる腸内細菌叢解析、共に大幅に遅れた結果、必要な実験動物、試薬等の購入の多くを見合わせた。本年度行った研究費用の一部は所属施設で措置された研究費から支出された。また、学会等の多くが中止となり、旅費の支出が必要なくなった。今後、遅れている研究計画を順次遂行するために、未使用分を繰り越して使用し、必要試薬、器具、動物等を購入していく。学会等にも積極的に参加し、情報収集、成果発表を行っていきたい。