2022 Fiscal Year Final Research Report

The crosstalk between bacterial communities and biofilm formation

Research Project

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Project/Area Number	20K09842
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 56070:Plastic and reconstructive surgery-related
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	Shimodera Saeko 東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (10868227)
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, 教授 (10431595) 丹野寛大東北大学, 医学系研究科, 講師 (10755664) 高木尚之東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (30569471)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	Biofilm / クオラムセンシング / 好中球 / 免疫
Outline of Final Research Achievements	The purpose of our study is to elucidate the crosstalk between bacterial communities and biofilm formation. N-(3-Oxododecanoyl)-L-homoserine lactone (3-oxo-C12-HSL) is synthesized by an autoinducer synthase encoded by the bacterial lasI gene in P. aeruginosa, which regulates the production of virulence factors and biofilm formation in this bacterium. Wounds were created on the backs of Sprague-Dawley (SD) rats and 3-oxo-C12-HSL was administered on to the wound surface. Administration of 3-oxo-C12-HSL significantly promoted wound healing and neutrophil accumulation, and these responses were reversed by treatment with anti-3-oxo-C12-HSL antiserum. These results suggest that 3-oxo-C12-HSL may be involved in biofilm formation through inflammatory response such as neutrophil accumulation.
Free Research Field	形成外科学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	長年、Biofilmが皮膚潰瘍難治化の主因として注目されている。皮膚潰瘍部から機械的に除去しても、数時間以内に再形成され、既存の治療では制御できず、急激に進行する感染症例が報告されている。 Biofilmは細菌の生存戦略の一つであり、免疫と細菌間クロストークの関与が予想されるが、免疫をターゲットとした治療法はみられない。潰瘍部への好中球添加により、Biofilm形成の促進が報告されていることから、好中球遊走を促す細菌因子を特定し、阻害することにより、Biofilm制御が可能になると考える。Biofilm関連感染症は、尿路感染、カテーテル感染など多岐にわたることから、その意義は計り知れない。