Glycometabolism competition in drug-resistant bacteria in the gut microbiota

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K08821
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 54030:Infectious disease medicine-related
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: MORINAGA Yoshitomo 富山大学, 学術研究部医学系, 教授 (30580360)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村田 美香 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (30866976)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 薬剤耐性菌 / ESBL産生菌 / カルバペネム耐性菌 / カルバペネマーゼ産生菌 / マルトース

Outline of Final Research Achievements

Using a mouse model, we analyzed the persistence of drug-resistant bacteria in the intestine caused by carbohydrate inoculation. It was found that lactose prolongs intestinal colonization with ESBL-resistant bacteria and carbapenem-resistant Enterobacteriaceae in mice. In particular, it was found that 19.3% of infants, who have frequent opportunities for lactose inoculation, are already colonized with ESBL-producing bacteria (Front Cell Infect Microbiol 2023, 13:1168451). In addition, it was found that the E. coli ST131 strain, an international epidemic strain of ESBL-producing bacteria, is easily able to transfer resistance genes to Klebsiella pneumoniae in the intestinal environment (Int J Urol 2022, 29:587-594).

Free Research Field

微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

宿主の腸管機能が成熟していく過程において変化する食事に対応するように、大腸菌が優先利用する糖質をうまく選定していることが推測された。大腸菌や薬剤耐性を考えるうえで極めて重要な細菌であるが、宿主が本質的に有する栄養摂取に適応できることが薬剤耐性の蔓延の背景にあると考えられた。本研究成果は、薬剤耐性菌の制御として、食事性因子を介した細菌の抑制などに応用できる可能性がある。