Investigation of the effects of PSMalpha and phage therapy in Staphylococcus aureus keratitis

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K09744
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56060:Ophthalmology-related
• Research Institution: Kochi University
• Principal Investigator: Fukuda Ken 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 准教授 (70335751)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松崎 茂展 高知学園大学, 健康科学部, 教授 (00190439) ; 石田 わか 高知大学, 医学部, 特任助教 (40761705) ; 岸本 達真 高知大学, 医学部附属病院, 特任助教 (60783751) ; 鈴木 崇 東邦大学, 医学部, 准教授(寄付講座) (70398048)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: フェノール可溶性モジュリンα / 黄色ブドウ球菌 / メチシリン耐性黄色ブドウ球菌 / 角膜炎 / IL-36 / アラーミン

Outline of Final Research Achievements

The role of phenol-soluble modulin (PSM) α in keratitis was investigated using PSMα-producing and PSMα-deficient Staphylococcus aureus. Supernatants of PSMα-producing strains damaged corneal epithelial and parenchymal cells and released the allamins IL-1α and IL-36. In corneal organ cultures, supernatants of PSMα-producing strains stimulated corneal epithelial thinning, release of IL-1α and IL-36α, and expression of inflammatory chemokines. In a mouse model of keratitis, PSMα-producing strains or their supernatants induced delayed epithelial wound healing and inflammation. These effects were suppressed by eye drops of an IL-36 receptor antagonist. These results suggest that PSMα is an important factor in the triggering of IL-36-dependent inflammation in Staphylococcus aureus keratitis.

Free Research Field

眼科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）による角膜潰瘍患者からは、フェノール可溶性モジュリンα（PSMα）を多量に産生する株が検出される事が報告されている。今回の我々の検討により、PSMαが角膜のブドウ球菌感染で角膜上皮の創傷治癒を遅延させると同時に炎症を惹起させる重要な因子であることが示された。さらにこれらの作用はIL-36依存性であることが明らかとなった。これらの結果よりMRSAおよびブドウ球菌角膜炎においてPSMαやIL-36が新規治療標的となることが示唆され、今後の新規治療薬の開発に寄与すると考えられる。