2021 Fiscal Year Research-status Report
Biofilm形成に関わる免疫と細菌間クロストークの解明、新規治療法の開発
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20K09842
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
下寺 佐栄子 東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (10868227)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
館 正弘 東北大学, 医学系研究科, 名誉教授 (50312004)
菅野 恵美 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (10431595)
丹野 寛大 東北大学, 医学系研究科, 助教 (10755664)
高木 尚之 東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (30569471)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 慢性創傷 / Biofilm / 好中球 / クオラムセンシング機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題において申請者らは、褥瘡や糖尿病性下腿潰瘍など難治性皮膚潰瘍におけるBiofilm形成への免疫と細菌間クロストークの関与について解明し、宿主由来のBiofilm誘導因子をターゲットとした新規治療法の確立を目指している。特に、好中球がBiofilm誘導に関与する可能性に注目している。創傷治癒において、好中球は最も早く創部に到達し、初期の感染防御や炎症反応に重要な役割を担う。その一方でBiofilmを伴う皮膚潰瘍では、好中球による組織障害が報告されており、好中球の暴走が慢性的感染症のトリガーではないかと指摘されている。
我々は昨年度、SDラットを用いて皮膚潰瘍緑膿菌Biofilm形成モデルを確立し、①皮膚潰瘍への緑膿菌接種により、24時間をピークに好中球集積数が高まり、その後低下すること、②好中球集積には、緑膿菌クオラムセンシング分子が関与することを明らかにした。
今年度は、緑膿菌クオラムセンシング分子の合成に関わるlasI遺伝子を欠損した緑膿菌とその親株であるPAO1を用いて、lasI遺伝子が好中球集積に関わるか否かについて検証を行った。PAO1株と比較してlasI遺伝子を欠損した緑膿菌株では、創部への好中球集積が約半数に減少した。また、好中球の誘導に関わるサイトカインであるTNF-αは約3分の1の産生量に減少した。次にlasI遺伝子が産生に関わるクオラムセンシング分子である3-oxo-C12-HSLを創傷部位に投与したところ、TNF-α産生を伴い、創傷部位に大量の好中球集積を認めた。
以上のことから、緑膿菌クオラムセンシング分子3-oxo-C12-HSLは、好中球の遊走、TNF-α産生の増加に関与することが明らかになった。今後、好中球と緑膿菌クオラムセンシング分子のクロストークについて解析を進める予定である。
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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
本課題において申請者らは、褥瘡や糖尿病性下腿潰瘍などの難治性皮膚潰瘍におけるBiofilm形成への免疫と細菌間クロストークの関与について解明し、Biofilm誘導因子をターゲットとした新規治療法の確立を目指している。
Biofilmを誘導する免疫系細胞として、好中球に注目して解析を行ったところ、好中球集積に関わるTNF-αとBiofilmの関連性が浮上し、概ね順調に進行していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
褥瘡や糖尿病性下腿潰瘍などの難治性皮膚潰瘍におけるBiofilm形成は、抗菌物質等の浸透を阻害し、皮膚潰瘍の治癒を阻害することが長年指摘されている。
これまでの主たる解析は、Biofilmを形成する細菌側にフォーカスされて進んできているが、我々は、Biofilmは細菌の生存戦略の一つであり、実は宿主側にBiofilm誘導因子が存在するのではないかと考えている。今回、Keyとなる細胞として好中球が浮上したため、好中球を起点として、宿主側の因子にアプローチしたBiofilm阻害薬の開発に繋げたい。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は、今年度の研究を効率的に進めたことに伴い発生した額であり、令和４年度請求額と合わせ、今後の解析予定の研究遂行に使用する予定である。
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Research Products
(4 results)
