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2011 Fiscal Year Final Research Report

Molecular mechanism of drug tolerance in dormant mycobacteria and identification of the drug target

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 21590486
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Bacteriology (including Mycology)
Research InstitutionOsaka City University

Principal Investigator

MATSUMOTO Sohkichi  大阪市立大学, 大学院・医学研究科, 准教授 (30244073)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) NIKI Mamiko  大阪市立大学, 大学院・医学研究科, 助教 (20438229)
Project Period (FY) 2009 – 2011
Keywords感染症 / 結核 / 薬剤耐性 / 増殖 / イソニアジド
Research Abstract

Tuberculosis is deadly infectious diseases found worldwide and remains a leading public health problem. Although isoniazid(INH) is a key drug for the treatment of tuberculosis(TB), tolerance against INH that causes prolonged treatment duration is a concern for effective TB chemotherapy. INH is a prodrug and is activated by the mycobacterial enzyme, KatG. We have shown that mycobacterial DNA-binding protein 1(MDP1), which is a histone-like protein conserved in mycobacteria, negatively regulates KatG transcription and leads to phenotypic tolerance to INH in mycobacteria. Mycobacterium smegmatis deficient for MDP1 exhibited increased expression of KatG and showed enhanced INH activation compared to the wild-type strain. Expression of MDP1 was increased in the stationary phase and conferred growth phase-dependent tolerance of M. smegmatis to INH. Regulation of KatG expression is conserved among M. smegmatis and Mycobacterium tuberculosis complex. Artificial reduction of MDP1 in Mycobacterium bovis BCG was shown to lead to increased KatG expression and susceptibility to INH. These data demonstrate the phenotypic tolerance mechanism to INH of mycobacteria by a histone-like protein.

  • Research Products

    (60 results)

All 2012 2011 2010 2009 2008

All Journal Article (16 results) (of which Peer Reviewed: 16 results) Presentation (38 results) Book (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] A novel mechanism of growth phase-dependent tolerance to isoniazid in mycobacteria2012

    • Author(s)
      Niki, M., Tateishi Y., Ozeki Y., Kirikae T, Lewin A., Inoue Y, Matsumoto M., Dahl JL., Ogura H., Kobayashi K., and Matsumoto S.
    • Journal Title

      J Biol Chem in press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mitochondrial density contributes to the immune response of macrophages to lipopolysaccharide via the MAPK pathway2011

    • Author(s)
      Kasahara, E., A. Sekiyama, M. Hori, K. Hara, N. Takahashi, M. Konishi, E. F. Sato, S. Matsumoto, H. Okamura, and M. Inoue
    • Journal Title

      FEBS Lett

      Volume: 585 Pages: 2263-2268

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Loss of anti-mycobacterial efficacy in mice over time following vaccination with Mycobacterium bovis bacillus Calmette-Guerin2011

    • Author(s)
      Ozeki, Y., Y. Hirayama, T. Takii, S. Yamamoto, K. Kobayashi, and S. Matsumoto
    • Journal Title

      Vaccine

      Volume: 29 Pages: 6881-6887

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Histone-Like Protein of Mycobacteria Possesses Ferritin Superfamily Protein-Like Activity and Protects against DNA Damage by Fenton Reaction2011

    • Author(s)
      Takatsuka, M., M. Osada-Oka, E. F. Satoh, K. Kitadokoro, Y. Nishiuchi, M. Niki, M. Inoue, K. Iwai, T. Arakawa, Y. Shimoji, H. Ogura, K. Kobayashi, A. Rambukkana, and S. Matsumoto
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 6 Pages: e20985

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of avian influenza virus H5 DNA vaccine and MDP-1 gene of Mycobacterium bovis as genetic adjuvant2010

    • Author(s)
      Jalilian, B., A. R. Omar, M. H. Bejo, N. B. Alitheen, M. Rasoli, and S. Matsumoto
    • Journal Title

      Genet Vaccines Ther

      Volume: 8 Pages: 4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Differential recruitment of CD63 and Rab7-interacting-lysosomal-protein to phagosomes containing Mycobacterium tuberculosis in macrophages2010

    • Author(s)
      Seto, S., S. Matsumoto, K. Tsujimura, and Y. Koide
    • Journal Title

      Microbiol Immunol

      Volume: 54 Pages: 170-174

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of murine T-cell epitopes on mycobacterial DNA-binding protein 1(MDP1) using DNA vaccination2010

    • Author(s)
      Suzuki, D., T. Nagata, G. Eweda, S. Matsumoto, M. Matsumoto, K. Tsujimura, and Y. Koide
    • Journal Title

      Vaccine

      Volume: 28 Pages: 2020-2025

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Controlled expression of branch-forming mannosyltransferase is critical for mycobacterial lipoarabinomannan biosynthesis2010

    • Author(s)
      Sena, C. B., T. Fukuda, K. Miyanagi, S. Matsumoto, K. Kobayashi, Y. Murakami, Y. Maeda, T. Kinoshita, and Y. S. Morita
    • Journal Title

      J Biol Chem

      Volume: 285 Pages: 13326-13336

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transient role of CD4+CD25+regulatory T cells in mycobacterial infection in mice2010

    • Author(s)
      Ozeki, Y., I. Sugawara, T. Udagawa, T. Aoki, M. Osada-Oka, Y. Tateishi, H. Hisaeda, Y. Nishiuchi, N. Harada, K. Kobayashi, and S. Matsumoto
    • Journal Title

      Int Immunol

      Volume: 22 Pages: 179-189

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Growth inhibition of HeLa cell by internalization of Mycobacterium bovis Bacillus Calmette-Guerin(BCG) Tokyo2009

    • Author(s)
      Kitamura, A., S. Matsumoto, and I. Asahina
    • Journal Title

      Cancer Cell Int

      Volume: 9 Pages: 30

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mycobacterium avium complex organisms predominantly colonize in the bathtub inlets of patients' bathrooms2009

    • Author(s)
      Nishiuchi, Y., A. Tamura, S. Kitada, T. Taguri, S. Matsumoto, Y. Tateishi, M. Yoshimura, Y. Ozeki, N. Matsumura, H. Ogura, and R. Maekura
    • Journal Title

      Jpn J Infect Dis

      Volume: 62 Pages: 182-186

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mycobacterium kyorinense sp. nov., a novel, slow-growing species, related to Mycobacterium celatum, isolated from human clinical specimens2009

    • Author(s)
      Okazaki, M., K. Ohkusu, H. Hata, H. Ohnishi, K. Sugahara, C. Kawamura, N. Fujiwara, S. Matsumoto, Y. Nishiuchi, K. Toyoda, H. Saito, S. Yonetani, Y. Fukugawa, M. Yamamoto, H. Wada, A. Sejimo, A. Ebina, H. Goto, T. Ezaki, and T. Watanabe
    • Journal Title

      Int J Syst Evol Microbiol

      Volume: 59 Pages: 1336-1341

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dissection of Rab7 localization on Mycobacterium tuberculosis phagosome2009

    • Author(s)
      Seto, S., S. Matsumoto, I. Ohta, K. Tsujimura, and Y. Koide
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun

      Volume: 387 Pages: 2722-277

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Virulence of Mycobacterium avium complex strains isolated from immune-competent patients2009

    • Author(s)
      Tateishi, Y., Y. Hirayama, Y. Ozeki, Y. Nishiuchi, M. Yoshimura, J. Kang, A. Shibata, K. Hirata, K. Kitada, S. Kitada, R. Maekura, H. Ogura, K. Kobayashi, and S. Matsumoto
    • Journal Title

      Microb Pathog

      Volume: 46 Pages: 6-12

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High transmissibility of the modern Beijing Mycobacterium tuberculosis in homeless patients of Japan2009

    • Author(s)
      Wada, T., S. Fujihara, A. Shimouchi, M. Harada, H. Ogura, S. Matsumoto, and A. Hase
    • Journal Title

      Tuberculosis(Edinb)

      Volume: 19 Pages: 19

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mycobacteria Exploit Host Hyaluronan for Efficient Extracellular Replication2009

    • Author(s)
      T Hirayama, Y., M. Yoshimura, Y. Ozeki, I. Sugawara, T. Udagawa, S. Mizuno, N. Itano, K. Kimata, A. Tamaru, H. Ogura, K. Kobayashi, and S. Matsumoto
    • Journal Title

      PLoS Pathog

      Volume: 5 Pages: e1000643

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 結核菌の気道ヒアルロン酸を利用した感染と生体内増殖2010

    • Author(s)
      松本壮吉
    • Organizer
      第22回微生物シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      20100903-04
  • [Presentation] Transient role of CD4^+CD25^+regulatory T cells in Mycobacterium tuberculosis infection in mice2010

    • Author(s)
      Y. Ozeki, I. Sugawara, T. Udagawa, H. Hisaeda, K. Kobayashi, and S. Matsumoto
    • Organizer
      14^<th> International Congress of Immunology
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      20100822-27
  • [Presentation] Mycobacteria exploit host hyaluronan for efficient extracellular replication2010

    • Author(s)
      Sohkichi Matsumoto
    • Organizer
      International Society for Hyaluronan Sciences 8th Internarional Congerence Hyaluronan
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20100606-11
  • [Presentation] 抗酸菌感染症における感染制御の進歩2010

    • Author(s)
      松本壮吉
    • Organizer
      第84回日本感染症学会総会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20100405-06
  • [Presentation] 生活環境由来Mycobacterium avium complexの遺伝子多型解析2010

    • Author(s)
      西内由紀子、松本壮吉、立石善隆
    • Organizer
      第83回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      20100327-29
  • [Presentation] 潜在性結核の診断法の確立に向けた臨床への橋渡し研究2010

    • Author(s)
      岡真優子、平山幸雄、立石善隆、小林和夫、松本壮吉
    • Organizer
      第1報、第83回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      20100327-29
  • [Presentation] 結核菌感染における制御性T細胞の関与2010

    • Author(s)
      尾関百合子、菅原勇、岡真優子、小林和夫、松本壮吉
    • Organizer
      第83回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      20100327-29
  • [Presentation] Molecular mechanisms of latent tuberculiosis infection(LTBI) and development of diagnosis of LTBI2010

    • Author(s)
      松本壮吉
    • Organizer
      第3回日中科学フォーラム
    • Place of Presentation
      中国湖北省武漢市
    • Year and Date
      20100315-16
  • [Presentation] 潜在性結核菌に対する液性免疫応答の解析2010

    • Author(s)
      岡真優子、平山幸雄、立石善隆、小林和夫、前倉亮治、松本壮吉
    • Organizer
      第8回感染症沖縄フォーラム
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      20100211-13
  • [Presentation] 感染マクロファージにおけるサイトカイン発現パターンの差異からみた肺MAC症の重症化機序の解明2010

    • Author(s)
      立石善隆、岡真優子、西内由紀子、小林和夫、前倉亮治、松本壮吉
    • Organizer
      第8回感染症沖縄フォーラム
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      20100211-13
  • [Presentation] 結核菌の長生きのメカニズム;休眠現象と潜在性結核2010

    • Author(s)
      松本壮吉
    • Organizer
      第27回東海薬物治療研究会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2010-05-29
  • [Presentation] A ferritin superfamily-like protein in mycobacteria2009

    • Author(s)
      Mayuko Osada-Oka, Masaki Takatsuka, F Eisuke Sato, Yuriko Ozeki, Mamiko Yoshimura, Masayasu Inoue, Kazuo Kobayashi, Sohkichi Matsumoto
    • Organizer
      THE9TH AWAJI INTERNATIONAL FORUM
    • Place of Presentation
      淡路島
    • Year and Date
      20090908-11
  • [Presentation] 肺Mycobacterium avium complex症患者由来M. aviumと豚由来M. aviumの血清型比較2009

    • Author(s)
      西内由紀子、田栗貴博、松本壮吉、立石善隆、北田清悟、田丸亜貴、鈴木定彦、前倉亮治
    • Organizer
      第84回日本結核病学会総会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20090702-03
  • [Presentation] MLPA法による多剤耐性結核菌の検出2009

    • Author(s)
      田丸亜貴、河原隆二、松本壮吉、鈴木定彦
    • Organizer
      第84回日本結核病学会総会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20090702-03
  • [Presentation] 集団感染事例におけるVNTR型とIS6110-RFLPパターンの比較2009

    • Author(s)
      田丸亜貴、松本壮吉
    • Organizer
      第84回日本結核病学会総会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20090702-03
  • [Presentation] 抗結核菌薬スクリーニング系の確立と実践2009

    • Author(s)
      尾関百合子、原田誠、西内由紀子、山本三郎、小林和夫、松本壮吉
    • Organizer
      第82回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20090312-14
  • [Presentation] 抗酸菌の薬剤感受性におけるMDP1の調節機構の解析2009

    • Author(s)
      仁木誠、吉村満美子、小林和夫、松本壮吉
    • Organizer
      第82回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20090312-14
  • [Presentation] DNAワクチンを用いたMycobacterium DNA-binding protein 1(MDP1)のマウスT細胞エピトープの同定2009

    • Author(s)
      鈴木大介、永田年、辻村邦夫、松本壮吉
    • Organizer
      第82回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20090312-14
  • [Presentation] 結核菌感染マクロファージにおけるhypoxia-inducible factor-1alphaの作用機構2009

    • Author(s)
      岡真優子、小林和夫、松本壮吉
    • Organizer
      第82回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20090312-14
  • [Presentation] Mycobacterium intracellulare由来血清型7, 12, 13型糖ペプチド脂質の構造類似性とオリゴ糖解析2009

    • Author(s)
      藤原永年、中田登、中崇、水野淨子、合田麗奈、牧野正彦、吉村満美子、松本壮吉、前田伸司
    • Organizer
      第82回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20090312-14
  • [Presentation] 生活環境に分布するMycobacterium avium complexと臨床分離株の多型解析2009

    • Author(s)
      西内由紀子、松本壮吉、立石善隆、鈴木定彦
    • Organizer
      第82回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20090312-14
  • [Presentation] 結核菌の増殖に対するヒアルロン酸の作用2009

    • Author(s)
      平山幸雄、吉村満美子、尾関百合子、菅原勇、小林和夫、松本壮吉
    • Organizer
      第82回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20090312-14
  • [Presentation] 急速な臨床経過に合致した高病原性Mycobacterium avium-intracellulare complex菌株の同定2009

    • Author(s)
      立石善隆、平山幸雄、尾関百合子、西内由紀子、吉村満美子、小林和夫、松本壮吉
    • Organizer
      第82回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20090312-14
  • [Presentation] Tuberculosis, from biology to development of control strategies2009

    • Author(s)
      松本壮吉
    • Organizer
      第82回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20090312-14
  • [Presentation] 急速な臨床経過に合致した高病原性MAC菌株の同定-臨床病態と細菌学的病原性との関連2009

    • Author(s)
      立石善隆、岡真優子、西内由紀子、吉村満美子、小林和夫、前倉亮治、松本壮吉
    • Organizer
      第7回感染症沖縄フォーラム
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      20090212-14
  • [Presentation] 抗酸菌の休眠誘導と遺伝子発現解析2009

    • Author(s)
      吉村満美子、仁木誠、岡真優子、尾関百合子、原田誠、田丸亜貴、立石善隆、西内由紀子、小林和夫、松本壮吉
    • Organizer
      第7回感染症沖縄フォーラム
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      20090212-14
  • [Presentation] Mycobacterial DNA-binding protein-1の新機能-鉄の酸化活性と貯蔵性-2009

    • Author(s)
      岡真優子、高塚正樹、尾関百合子、吉村満美子、小林和夫、松本壮吉
    • Organizer
      第7回感染症沖縄フォーラム
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      20090212-14
  • [Presentation] 低酸素状態でのHIF-1a安定化におけるグルコースの作用機構2009

    • Author(s)
      岡真優子、今岡進、小林和夫、松本壮吉
    • Organizer
      第32回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2009-12-10
  • [Presentation] 休眠時における抗酸菌の遺伝子発現解析2009

    • Author(s)
      吉村満美子、仁木誠、立石善隆、小林和夫、松本壮吉
    • Organizer
      第62回日本細菌学会関西支部総会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2009-11-14
  • [Presentation] 抗酸菌は宿主ヒアルロン酸を利用して細胞外増殖を行う2009

    • Author(s)
      平山幸雄、吉村満美子、尾関百合子、田丸亜貴、小倉壽、小林和夫、松本壮吉
    • Organizer
      第62回日本細菌学会関西支部総会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2009-11-14
  • [Presentation] 結核菌感染における制御性T細胞の役割検討2009

    • Author(s)
      尾関百合子、菅原勇、岡真優子、小林和夫、松本壮吉
    • Organizer
      第62回日本細菌学会関西支部総会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2009-11-14
  • [Presentation] 気道ヒアルロン酸を利用した、結核菌の感染と増殖のストラテジー2009

    • Author(s)
      松本壮吉
    • Organizer
      第50回日本熱帯医学学会大会
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2009-10-22
  • [Presentation] MDP1タンパクのマウスT細胞エピトープの解析/Characterization of murine T-cell epitopes in Mycobacterial DNAbinding protein 12008

    • Author(s)
      SUZUKI Daisuke, NAGATA Toshi, MATSUMOTO Sohkichi, KOIDE Yukiko
    • Organizer
      第38回日本免疫学会総会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20081201-03
  • [Presentation] Proteciton of DNA by mycobacterial DNA-binding protein 1(MDP1) by preventing the ironinduced Fenton reaction2008

    • Author(s)
      MATSUMOTO Sohkichi
    • Organizer
      43th US-Japan, Cooperative Medical Science Program
    • Place of Presentation
      USA
    • Year and Date
      20080729-31
  • [Presentation] Mycobacterial DNA-binding protein 1(MDP1)に見いだされたFerritin-super family蛋白質様活性2008

    • Author(s)
      松本壮吉、尾関百合子、吉村満美子、藤原永年、西内由紀子、立石善隆、小林和夫
    • Organizer
      第61回日本細菌学会関西支部総会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2008-11-08
  • [Presentation] 抗酸菌の薬剤感受性におけるMDP1の調節機構の解析2008

    • Author(s)
      仁木誠、吉村満美子、松本壮吉、和田崇之、小林和夫
    • Organizer
      第83回日本結核病学会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2008-04-24
  • [Presentation] ヒアルロン酸の結核病巣における産生と局在2008

    • Author(s)
      平山幸雄、吉村満美子、尾関百合子、菅原勇、青木俊明、西内由紀子、小林和夫
    • Organizer
      第83回日本結核病学会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2008-04-24
  • [Presentation] Mycobacterial DNA-binding protein 1(MDP1)による増殖と細胞壁合成の同調メカニズム2008

    • Author(s)
      松本壮吉、尾関百合子、西内由紀子、藤原永年、吉村満美子、小林和夫
    • Organizer
      第83回日本結核病学会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2008-04-24
  • [Book] 人獣共通感染症、木村哲、喜田宏編集、非結核性抗酸菌症改訂版2011

    • Author(s)
      西内由紀子、立石善隆、山田毅、松本壮吉
    • Publisher
      医薬ジャーナル社
  • [Book] Host and bacterial factors that regulate Mycobacterium tuberculosis infection and persistence.(Yamamoto S, Maeyama J, and Takii T editors)2011

    • Author(s)
      Niki M and Matsumoto S
    • Publisher
      Japan anti-tuberculosis association
  • [Book] 分子生物学から見た結核研究の現在、四元秀毅、倉島篤行、結核Up to Date改訂3版四元秀毅、倉島篤行編集2010

    • Author(s)
      松本壮吉
    • Total Pages
      183-189
    • Publisher
      南江堂
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 免疫刺激G9.1の抗結核ブースターワクチン創出への応用2011

    • Inventor(s)
      伊保澄子、前山順一、松本壮吉、山本三郎
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人福井大学、国立感染症研究所、公立大学法人大阪市立大学、日本ビーシージー製造株式会社
    • Industrial Property Number
      用途特許、特願2011-080646
    • Filing Date
      2011-03-31
  • [Patent(Industrial Property Rights)] MDP1による微生物を凝集および/または沈殿させる方法2009

    • Inventor(s)
      松本壮吉、山本法明
    • Industrial Property Rights Holder
      コニカミノルタホールディングス株式会社
    • Industrial Property Number
      用途特許、PCT/JP2009/061819
    • Filing Date
      2009-06-29
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 遅発育性抗酸菌ポリペプチド2009

    • Inventor(s)
      山田毅、松本壮吉
    • Industrial Property Rights Holder
      大塚製薬株式会社、山田毅、松本壮吉
    • Industrial Property Number
      物質特許、特許第4415200号
    • Acquisition Date
      2009-12-04

URL: 

Published: 2013-07-31  

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