2020 Fiscal Year Research-status Report
一細胞解析による肺炎球菌感染時の宿主転写応答の解明
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20K21675
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
川端 重忠 大阪大学, 歯学研究科, 教授 (50273694)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 雅也 大阪大学, 歯学研究科, 講師 (00714536)
住友 倫子 大阪大学, 歯学研究科, 講師 (50423421)
中田 匡宣 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 教授 (90444497)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 肺炎球菌 / 肺胞洗浄液（BALF） / シングルセル解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
口腔レンサ球菌の一種である肺炎球菌は、肺炎の主たる起因菌である。肺炎球菌性肺炎では、宿主の過剰な炎症応答が組織を破壊し、菌が深部へ伝播すると考えられている。一方で、感染によりどのような細胞集団が遊走されるか、また細胞集団が感染にそれぞれどのように応答しているのか、詳細な情報は今まで明らかとなっていない。本研究は、感染によって引き起こされる宿主のRNA転写およびゲノムワイドのオープンクロマチン領域の変化を細胞集団ごとに解析することで、これまでにない精度での宿主応答の解明手段の確立を試みるものである。
初年度は、肺炎球菌感染24時間後の肺胞洗浄液中の菌数ならびに血中の菌数の測定を行った。その結果、感染菌数に比例して肺胞洗浄液中の菌数と血中へ移行する菌数が増加することが示唆された。また、感染マウスから肺を摘出して、ホルマリン固定とパラフィン包埋を行い、薄切切片を作成した。得られた切片についてHE染色を行った後に観察したところ、炎症応答が引き起こされていることが示唆された。次に、肺胞洗浄液を用いたシングルセル解析の条件検討を行った。一細胞解析には傷害を受けていない細胞が必要である。しかし、感染後の肺胞洗浄液においては一定の割合で細胞死が引き起こされているとともに細胞デブリが含まれ、シングルセル単離を行うのに厳しい条件であった。今後はBALFから死亡した細胞とデブリを取り除くための処理を行った上でシングルセル解析を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究初年度においては、新型コロナウイルス感染症の影響により、実験時間が制約されたとともに、研究計画を遂行する上で必要なマスクや手袋などの欠品が起きた。これらのことから、当初予定していた計画の一部が遂行できなかった。そのため、進捗状況を「やや遅れている」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度においては、研究実績の概要に示したように、マウス肺炎モデルから得た肺胞洗浄液について、細胞デブリを密度勾配遠心により除き、死細胞を磁気標識してマグネットを用いて除去する。得られた細胞についてシングルセル単離と微量遺伝子増幅とRNA-seqを行い、遺伝子応答から細胞集団のクラスタリングを行う。さらに、細胞集団ごとの転写応答の違いを決定する。感染サンプルから細胞を単離する技術を確立した上で、単離した細胞から核の抽出を行う。核の品質を確保した上で、当初の研究計画に沿って実験を遂行する。
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| Causes of Carryover |
研究初年度においては、新型コロナウイルス感染症の影響により、実験時間が制約されたとともに、国内外の多くの学会が中止またはオンライン開催となった。また、研究計画を遂行する上で必要な物品の欠品が起きた。これらのことから、当初予定していた計画の一部が遂行できず、次年度使用額が生じた。次年度においては、消耗品や次世代シーケンス解析の委託費として用いるとともに、研究遂行を加速するため、派遣研究員を雇用する。
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Research Products
(21 results)
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[Journal Article] Epidemiological Analysis of Pneumococcal Strains Isolated at Yangon Children's Hospital in Myanmar via Whole-genome Sequencing-based Methods.2021
Author(s)
Yamaguchi M., Myo Win H. P., Higashi K., Ono M., Hirose Y., Motooka D., Okuzaki D., Aye M. M., Htun M. M., Thu H. M., Kawabata S.
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Journal Title
Microb. Genomics
Volume: 7
Pages: －
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Streptococcus pyogenes upregulates arginine catabolism to exert its pathogenesis on the skin surface.2021
Author(s)
Hirose Y., Yamaguchi M., Sumitomo T., Nakata M., Hanada T., Okuzaki D., Motooka D., Mori Y., Kawasaki H., Coady A., Uchiyama S., Hiraoka M., Zurich R.H., Amagai M., Nizet V., Kawabata S.
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Journal Title
Cell Rep.
Volume: 34
Pages: 108924
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Genetic characterization of Streptococcus pyogenes emm89 strains isolated in Japan from 2011 to 2019.2020
Author(s)
Hirose Y., Yamaguchi M., Takemoto N., Miyoshi-Akiyama T., Sumitomo T., Nakata M., Ikebe T., Hanada T., Yamaguchi T., Kawahara R., Okuno R., Otsuka H., Matsumoto Y., Terashima Y., Kazawa Y., Nakanishi N., Uchida K., Akiyama Y., Iwabuchi K., Nakagawa C., Yamamoto K., Nizet V., Kawabata S.
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Journal Title
Infect. Microbe Dis.
Volume: 2
Pages: 160-166
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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