2021 Fiscal Year Research-status Report
多剤耐性菌の脅威に対するバクテリオファージ療法の新規効果機序の解明
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20K08826
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| Research Institution | Kyorin University |
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Principal Investigator |
松田 剛明 杏林大学, 医学部, 教授 (80365204)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
花輪 智子 杏林大学, 医学部, 教授 (80255405)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | MRSA / ファージ療法 / 創傷感染 / 炎症抑制 / 炎症性サイトカイン / 創傷治癒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多剤耐性菌感染症に対する抗菌薬以外の治療手段としてバクテリオファージを用いたファージの開発が進められている。しかしながらその効果の安定化にはいくつかの課題も残されている。
感染部位では、細菌とファージの相互作用に加えて宿主に対するファージの相互作用も生じることから、ファージ投与による宿主免疫系に対する影響を明らかにすることは重要となるが、未だその報告は少ない。そこで本研究では、ファージ投与による宿主に対する影響を解析し、ファージ療法の効果を向上させる糸口を見出す。
メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）は代表的な多剤耐性菌であり、皮膚軟部組織感染症、肺炎、敗血症を引き起こす。本研究では、マウスの背面に皮膚切除部位を作成し、MRSAを接種した創傷感染モデルを用いてファージのin vivoにおける効果の解析および免疫応答を解析している。
これまでファージに対して感受性を示す臨床分離株KYMR116をマウス創傷感染に用いた場合、菌の接種３０分後にファージを投与した場合には生菌数は顕著に減少し、炎症の抑制、膿瘍の形成の抑制がみられ、感染病態の改善が促進された。従って、in vitroの解析で高い溶菌活性を示すファージは、in vivoにおいても高い菌数減少効果を示し、病態を改善させることが明らかとなった。
KYMR58はファージに対して非感受性の臨床分離株である。このKYMR58をマウス創傷感染に用いた場合にも、予想外に一定の菌数の減少がみられた。さらにKYMR116の感染でみられた炎症抑制効果と同等の効果が観察された。そのことからファージは菌との相互作用以外にも宿主に対して炎症を抑制し、創傷治癒を促進する効果のあること示唆された。
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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
現在までにMRSA臨床分離株のうち、ファージ感受性菌株および非感受性菌株を用いてマウス創傷感染モデルでその効果および影響を検討した。その結果、感受性菌の感染に対してファージは、生菌数の抑制、炎症性サイトカイン量の低下、創状態の改善がみられた。一方、ファージ非感受性菌株の感染に対してもファージ投与により生菌数の減少は弱いながらも有意であり、炎症性サイトカイン量の低下、創状態の改善が顕著にみられた。さらに、ファージを熱で不活性化することでこれら全ての作用が消失することが明らかとなった。これらの結果は、活性のあるファージ粒子には炎症を抑制する効果のあることが示唆されたため、LPSによるマクロファージ活性化に対する影響を細胞株であるJ774A1を用いて検討した。その結果、ファージ添加により炎症性サイトカインであるIL-bのmRNA量は有意に低下した。
以上の様にファージの炎症抑制作用、創傷改善作用を明らかとし、さらに細胞レベルでもファージの炎症抑制作用について明らかにしたことから、研究の進捗概ね順調であると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年までの研究結果から、ファージには炎症の抑制、創状態の改善作用のあることが示唆されたため、今後はこれらの機構を明らかにする。
ファージにより溶菌されないKYMR58株の感染においても菌数の弱い減少効果、炎症抑制効果、創部改善効果のあることが明らかとなったことから、これらの現象に関わるマクロファージに対するファージの影響を検討する。
近年、マクロファージはM1/M2に分極化すること、さらにM2マクロファージはM2a-dなどに分極することが報告されている。マクロファージは創傷治癒過程において中心的な役割を担う細胞である。これまでの結果から、病巣におけるファージのマクロファージに対して作用し、それが病態を改善させている可能性が示されている。これらのマクロファージに対する影響を明らかにすることでファージの感染病態に対する作用を考察する。これらの成果は、今後ファージ療法を実施する上で、治療の効果向上に貢献すると考えている。
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| Causes of Carryover |
年度をまたいだ実験のための試薬を2022年4月に購入したため、３月決済時には残金として表示されている。
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