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2022 Fiscal Year Annual Research Report

マイクロバイオーム・メタボローム解析による創傷環境の最適化:創傷感染予防の新戦略

Research Project

Project/Area Number 22J01636
Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionYokohama City University

Principal Investigator

國光 真生  横浜市立大学, 医学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2022-04-22 – 2025-03-31
Keywords難治性創傷 / 細菌叢最適化 / 皮膚常在細菌叢 / ディスバイオシス / 臨界的定着 / 看護理工学
Outline of Annual Research Achievements

創部への細菌定着と感染の間に位置する臨界的定着では、組織への細菌侵入に対する免疫反応が起きているが、肉眼的な感染徴候がないために治療開始が遅れ、致死的な感染に移行する可能性が高い。本研究では創傷環境の最適化により、臨界的定着の原因のひとつと考えられる創周囲皮膚細菌叢との類似性が低いディスバイオシス状態の創部細菌叢を制御し、臨界的定着を予防する新たな介入の確立を目指す。
ディスバイオシス状態の創部細菌叢が形成される原因は明らかになっていないため、まずは創部状態に応じて変動する創傷滲出液中のアミノ酸にターゲットを絞り、調査した。はじめに、アミノ酸解析に適した非侵襲かつ簡便なサンプル採取方法を確立するため、ラット創傷モデルを用いて検討した。ラット2匹の背部皮膚に全層欠損創を作製し、創作製後1日目の創部洗浄の前後に創底からスワブサンプルを採取した。スワブから創傷滲出液を抽出し、高速液体クロマトグラフィーによりアミノ酸16種を測定した。アミノ酸総量における各アミノ酸の割合である相対アミノ酸量を求め、アミノ酸毎に2匹間の差を算出した。その結果、アミノ酸16種における差の平均は、洗浄前が1.15%、洗浄後が0.49%であり、洗浄前後ともにスワブによって再現性高くアミノ酸を測定できる方法を確立した。次に、重症難治性創傷患者18名から細菌叢およびアミノ酸の解析用のスワブサンプルを採取した。その結果、創部-創周囲皮膚間の細菌叢の類似性が高く(非類似度指数:0.35)、治癒傾向を示す症例では、創傷滲出液中のアミノ酸はヒスチジンが最も多かった(相対アミノ酸量:36%)。以上より、臨床検体であっても創傷滲出液中のアミノ酸が測定可能な手法を確立できた。今後は臨床調査で得たデータをもとにディスバイオシスの原因となるアミノ酸候補を特定し、動物実験でディスバイオシスの形成メカニズムの解明を目指す。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は創傷環境因子としての創傷滲出液中のアミノ酸を非侵襲的に測定する手法を確立し、ディスバイオシス状態の細菌叢が形成される原因を明らかにするための臨床調査を実施した。サンプル採取方法について多くの試行錯誤を実施し得られた結果であり、これ以降に続く研究の基盤を構築できたことから、おおむね順調に経過していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

臨床調査において患者からサンプルおよびデータを収集することができたため、予定通り引き続きデータ解析によるディスバイオシスの形成原因の候補アミノ酸の特定および動物実験によるディスバイオシス状態の細菌叢の形成メカニズムの解明を進める。

  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Relationship between healing status and microbial dissimilarity in wound and peri-wound skin in pressure injuries2023

    • Author(s)
      Mao Kunimitsu, Gojiro Nakagami, Aya Kitamura, Takeo Minematsu, Sofoklis Koudounas, Kazuhiro Ogai, Junko Sugama, Chika Takada, SeonAe Yeo, Hiromi Sanada
    • Journal Title

      Journal of Tissue Viability

      Volume: 32 Pages: 144~150

    • DOI

      10.1016/j.jtv.2022.10.006

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Expression levels of NPPB, ITGB6, CPNE4, EML5, and ITSN1 in fresh exudates swabbed from critically colonised and infected full‐thickness wounds in rats2022

    • Author(s)
      Chihiro Takizawa, Takeo Minematsu, Gojiro Nakagami, Aya Kitamura, Sofoklis Koudounas, Mao Kunimitsu, Hiromi Sanada
    • Journal Title

      International Wound Journal

      Volume: 20 Pages: 1088~1097

    • DOI

      10.1111/iwj.13965

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] An in vivo critically colonised wound model with dysbiotic wound microbiota2022

    • Author(s)
      Mao Kunimistu, Gojiro Nakagami, Takeo Minematsu, Sofoklis Koudounas, Hiromi Sanada
    • Journal Title

      International Wound Journal

      Volume: 20 Pages: 648~658

    • DOI

      10.1111/iwj.13906

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Bacterial invasion into the epidermis of rats with sodium lauryl sulphate‐irritated skin increases damage and induces incontinence‐associated dermatitis2022

    • Author(s)
      Sofoklis Koudounas, Takeo Minematsu, Yuko Mugita, Ayano Nakai, Hiromi Tobe, Chihiro Takizawa, Mao Kunimitsu, Gojiro Nakagami, Hiromi Sanada
    • Journal Title

      International Wound Journal

      Volume: 20 Pages: 191~200

    • DOI

      10.1111/iwj.13864

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 制御性T細胞とディスバイオシス状態の創部細菌叢の関連:新規臨界的定着予防介入の確立に向けた基礎的検討2022

    • Author(s)
      國光真生, 仲上豪二朗, 峰松健夫, Sofoklis Koudounas, 真田弘美
    • Organizer
      第52回日本創傷治癒学会
  • [Presentation] Relationship between healing status and microbial dissimilarity in wound and peri-wound skin in pressure injuries2022

    • Author(s)
      Mao Kunimistu, Gojiro Nakagami, Takeo Minematsu, Hiromi Sanada
    • Organizer
      The 9th International Human Microbiome Consortium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 褥瘡患者の創部細菌叢と予後との関連の予備的検討:次世代シーケンサーによるメタ16S 解析と機械学習2022

    • Author(s)
      加藤 頼子, 藤井 隆夫, 尾田 友香, 平田 善彦, 平 大輔, 峰松 健夫, 臺 美佐子, 仲上 豪二朗, 國光 真生, 真田 弘美
    • Organizer
      第74回日本生物工学会大会
  • [Presentation] ディスバイオシス状態の創部細菌叢が惹起する臨界的定着と制御性T細胞の関連:機序解明に向けた基礎的検討2022

    • Author(s)
      國光真生, 仲上豪二朗, 峰松健夫, Sofoklis Koudounas, 真田弘美
    • Organizer
      第24回日本褥瘡学会学術集会
  • [Presentation] 高齢者の褥瘡管理におけるドレッシング交換及び創部洗浄の頻度の治癒遅延への影響 ラットクリティカルコロナイゼーション創モデルの作成2022

    • Author(s)
      滝沢知大, 峰松健夫, 仲上豪二朗, 北村言, 國光真生, 真田弘美
    • Organizer
      日本老年看護学会第27回学術集会
  • [Presentation] Development of mRNA markers of wound infection in fresh exudate of rat full-thickness wounds2022

    • Author(s)
      Takizawa Chihiro, Minematsu Takeo, Nakagami Gojiro, Kitamura Aya, Koudounas Sofoklis, Kunimitsu Mao, Sanada Hiromi
    • Organizer
      The 31st Japanese Society of Wound, Ostomy & Continence Management
  • [Presentation] A critically colonized wound model by transplanting the microbiota dissimilar to that of the peri-wound skin2022

    • Author(s)
      Mao Kunimistu, Gojiro Nakagami, Takeo Minematsu, Sofoklis Koudounas, Hiromi Sanada
    • Organizer
      The 31st Japanese Society of Wound, Ostomy & Continence Management

URL: 

Published: 2023-12-25  

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