2021 Fiscal Year Research-status Report
細菌叢の正常化と疾患治療を目的としたバクテリオファージ療法の開発
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20K17060
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| Research Institution | Jichi Medical University |
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Principal Investigator |
佐藤 祐介 自治医科大学, 医学部, 助教 (20757265)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | バクテリオファージ / クローン病 / 炎症性腸疾患 / 合成生物学 / 細菌叢 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
クローン病は炎症性腸疾患であり、消化管の慢性的な炎症を特徴とする難病である。国内の患者数は難病の中でも特に多いにも関わらず、未だ根本的な治療法が存在しないことが問題となっている。クローン病の発生には腸管細菌叢との関連が言われ、患者の細菌叢は破綻 (Dysbiosis) を起こしていることが報告されている。そして近年の研究で、そのDysbiosisにはAIECと呼ばれる大腸菌のグループの関与が示唆されている。この研究では、細菌のウイルスであるバクテリオファージ (ファージ)、特に合成ファージを用いてDysbiosisの正常化と治療効果を検証する。本年度はファージ合成と動物実験を実施した。
1.ファージ合成。昨年度までにマウス腸管内でAIECを殺菌可能な合成材料となるファージの分離に成功した。本年度はこのファージをもとにした改変ファージを合成するシステムの構築を行った。まず昨年度までに引き続きin vitroでの酵素反応を用いて、ファージの長鎖ゲノムを合成しようとしたが、やはり成功率が極端に低いことが判明した。そこで、細胞内でのin vivoでの連結の条件を検討して、安定的に上記ファージの野生株のゲノムを再構築できること、その再構築ゲノムから感染性のファージを再起動できることを確認した。さらに、ファージゲノム中に任意の塩基配列を導入できることも確認した。
2. 昨年度までに肉眼的な症状の改善を確認できた。昨年度は使用動物数が少なかったため、本年度は再現性の確認と動物数の確保を行った。それに加えて、ファージ投与前後での治療効果を形態学的な観察により行った。まずAIECの投与により腸管上皮に炎症像があることを確認した。そして、ファージ投与群では非投与群と比較して、炎症像が改善しAIEC投与前の状態に多少近い状態まで回復していた。しかし、完全な回復は認められなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
この研究では本年中でのファージへのCRISPR/Casの搭載を予定していた。しかし、それを終了できなかったため、遅れがある。搭載のための技術は本年度中に確立できており、翌年度は集中して実施していく。当初の予定では本年度から動物実験の予定であったが、昨年度から実施していた。国内の公衆衛生上の問題もあり、動物実験が満足にできない部分もあったが、肉眼的な症状としては改善が認められており、この点で成果は十分出ている。しかし、組織学的には治療効果が十分でない可能性があり、実験系に関して再考の必要がある。これらのことから全体的にやや遅れているとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、ファージへのCRISPRの搭載を行い、in vitroとin vivoでの評価を行う。治療効果の検証には引き続きモデルマウスを用いて、菌の接種条件などを再考する。また引き続き、形態学的な手法での評価を行うとともに細菌叢の解析も実施する。
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| Causes of Carryover |
1. 本年度はファージ合成システムに注力したため、次世代シークエンサーによる細菌叢の解析を行わなかった。2. 公衆衛生上の問題から、動物実験について最小限で行った。3. 同様の問題から学会がオンライン開催されていたために、旅費の計上がなかった。
1と2の費用については、今年度使用予定である。3は今年度の旅費としての使用もしくは今年度も学会の現地開催がない場合には、消耗品への使途の変更を行う予定である。
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