2020 Fiscal Year Research-status Report
紅麹菌代謝産物によるコレラ菌の持つ病原性の抑制作用に関する研究
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20K22784
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
許 駿 琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40881735)
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| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| Keywords | 紅麹菌 / コレラ菌 / 細菌運動性 / 代謝産物 / 感染抑制 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
紅麹菌（Monascus spp．）は、発酵食品、天然着色料、食品保存料などに使用される糸状菌です。本研究は紅麹菌の生物学的抗コレラ菌（Vibrio cholerae）効果について調査しました。致死的な下痢を起こすコレラは、グラム陰性桿菌Vibrio choleraeのうち菌体抗原O1またはO139を有し、コレラ毒素（CTx）を産生してヒトの小腸粘膜に付着する株（コレラ菌）がその原因となります。コレラ菌は一本の極べん毛を持ち、その回転によっておよそ100 μm/s（測定値） の速度で液体中を運動するとされています。経口的にヒト感染したコレラ菌は、この活発な運動能および腸管蠕動運動等で小腸下部に達し、そこで付着・増殖しコレラ毒素（CTx）を大量に分泌することにより、致死的な下痢を誘導します。本研究では、細菌の運動性、毒素産生、接着、宿主細胞への侵入など、細菌の病原性因子に焦点を当てました。 紅麹菌からの発酵産物の抽出物で処理すると、運動性と自由遊泳速度の低下が見られました。 それ以外紅麹菌の代謝産物の影響で、コレラ菌細胞のATP産出の抑制、細胞膜における脱分極なども観察されました。また、サルモネラを用いた腸管上皮細胞への感染実験において、宿主細胞は細胞内感染の接着と侵入に対する感受性が低くなり、未処理のグループと比較して比較的正常なアポトーシスプロファイルを示しています。以上の結果の一部を、第94回日本細菌学会総会において発表しました。また国際雑誌への論文投稿の準備を進んでいます。
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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
本研究の起案では、令和2年度の目標は主に以下のようになっていました。
１、本講座で開発した効果的にCTxを誘導するAKI-SW法（高感度）を用いて、紅麹菌抽出物の存在下でCTxが抑制されるかどうかを評価します。同時にT2SSにおけるリパーゼ活性等を検討します。２、ELISA等で紅麹菌抽出物の存在下でGbpAを定量します。定着因子TCPの影響を除外するため、tcp遺伝子欠損株を作成し、その定着能を検証します。フローチャンバーを用い、紅麹菌抽出物の存在下でコレラ菌の細胞への定着が抑制されるかを検討します。３、顕微鏡と高速CMOSカメラを用いて、紅麹菌代謝産物の影響下のコレラ菌の遊泳速度、べん毛モーター回転効率等を定量評価します。SMFを計測するための細胞内イオン（Na+、H+）をモニタリングするため色素の準備、pH感受性蛍光蛋白質（EGFP予定）発現株の作製を行う。東北大学工学研究科生物物理工学分野中村修一先生と共同で、申請者が開発した宿主細胞上の細菌運動の動態を定量解析する実験系を導入して「運動／付着」と動的特性への影響を明らかにします。研究に応じて東北大学への出張研究を行います。
当初の計画の中に、出張研究以外の内容を全部達成しまして（新型コロナウイルス感染症のため）、令和３年度の研究のベースとなっています。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和３年度は前年度結果を踏まえ、紅麹菌抽出物で処理したコレラ菌をモデル動物等に感染させた場合、無処理コレラ菌群と比較して、生存率、体重減少など下痢症重症度項目に差が出るかを検討します。さらに琉球大学農学研究科の共同研究者と共に、麹菌菌抽出物中の抗菌作用を持つ有効成分の同定を進んでいて、特許の出願を予定されています。また投稿論文の準備も進行しています。
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| Causes of Carryover |
本来計画された出張研究、学会参加出張などは新型コロナウイルス感染症のため中止となり、旅費などを費用が余りました。2021年度において、本研究室が主催するビブリオ研究会に使用し、研究結果の発表および共同研究者の交流を行います。
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