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2014 Fiscal Year Research-status Report

レプトスピラ症の感染成立から重症化に至るまでのメカニズムの解明と予防方法の開発

Research Project

Project/Area Number 25460536
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

齋藤 光正  九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (00315087)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 飯田 健一郎  九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00346777)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsレプトスピラ / 黄疸 / 細胞間接着 / 肺出血 / 腎不全
Outline of Annual Research Achievements

平成26年度は、重症型レプトスピラ症(ワイル病)の主症状のひとつである黄疸のメカニズムについて、感染動物モデル(ハムスター)の肝臓を走査型電子顕微鏡で経時的に解析することにより明らかにした。
レプトスピラ感染5,7,8,9日後、ハムスターを各2匹ずつ麻酔下に開胸し、ホルムアルデヒドとグルタールアルデヒドで灌龍固定を行い、肝臓を摘出した。試料は、細胞断面の観察に適した凍結割断法と、細胞間の観察に適した交叉切断法の2つの方法を用いて作成した。
観察の結果、次のような病態が明らかになった。感染したレプトスピラは、血行性に肝臓にたどり着き、類洞からディッセ腔内へと侵入する。正常肝臓組織においては肝細胞間にタイトジャンクションで裏打ちされた毛細胆管が形成されており、肝細胞で生成された胆汁はこの管腔内に排泄される。ディッセ腔内に侵入したレプトスピラは、一斉に肝細胞間に侵入を始め、細胞間接着を剥がし、やがては毛細胆管の構築を破壊する。その結果、胆汁排泄障害を引き起こし、胆汁が血中に逆流して黄疸を生ずる。血中のビリルビンを同時に測定すると、毛細胆管が破壊される時期と一致して、ビリルビン値が一気に髙値になることもわかった。なお、ウイルス性肝炎でみられるような肝細胞壊死はほとんど認められない。
他のいろいろな感染症や代謝疾患など黄疸をきたす疾患は数多くあるが、肝細胞間隙を剥がすことにより黄疸を引き起こす疾患は例がない。
レプトスピラの肝細胞間への侵入性は、ハムスター肝臓からコラゲナーゼを用いて分離した肝細胞対 (hepatocyte couplets) にレプトスピラをin vitroで感染させることでも確かめられた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

平成25年度には、ヒト皮膚ケラチノサイトであるHaCaT細胞のモノレイヤーをレプトスピラが通過することを発見した。平成26年度は、肝細胞間をレプトスピラが侵入、破壊することにより黄疸を引き起こすことを明らかにした。レプトスピラ症の多彩な病態は、「細胞間接着の破壊」というメカニズムでかなり部分の説明が付くという仮説を立てているが、これを裏付ける重要な現象を見出すことができたと考えている。その分子メカニズムの解明を最終目標としているが、現在までに成果は得られておらず、最終年度において解明を目指す。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度は、細胞間接着を破壊するメカニズムの解析を行う。HaCaT細胞のモノレイヤーにレプトスピラを感染させ、細胞間接着の各分子を蛍光免疫染色しその変化を観察する。肝細胞の解析については、肝細胞間に侵入する際にどの分子を認識しているのか、どのようにしてタイトジャンクションを破壊するのか、を明らかにしたい。ところで、細胞間接着分子の抗ハムスター抗体は入手不可能であり、抗マウス抗体を試してみたがうまく染まらなかった。最近我々は、幼若ラット(日齢14以下)もレプトスピラ感受性で、ハムスター同様に黄疸、出血をきたして死亡することを発見した。感染動物モデルとして使用可能であると考えている。ラットの細胞接着分子に対する抗体は容易に入手できるため、次年度はラットを用いた実験を試してみたい。
また、レプトスピラ症の肺出血、腎不全の病態解析については、血管壁構造、尿細管構造の変化に注目しながら電子顕微鏡観察を続け、主に形態学的アプローチで病態メカニズムの解明を目指す予定である。

Causes of Carryover

平成26年度は、実験のかなりの時間を電子顕微鏡観察による形態学的解析に割いたため、当初計画よりも試薬、消耗品の使用額が減少し、その結果次年度使用額が生じた。本来平成26年に着手する予定であった動物実験、細胞実験は平成27年度より行う予定としており、平成27年度はむしろ当初計画よりも多くの物品費が必要である。

Expenditure Plan for Carryover Budget

平成27年度は、出血、腎不全のメカニズム解析を行うにあたり、実験動物(ハムスター)と血液生化学分析費用が必要となる。また、レプトスピラの細胞間侵入の解析には、分子標的に対する抗体が不可欠である。以上より、最終年度は当初計画よりも物品費の支出が多く見込まれる。使用計画は以下の通りである。
物品費:1,000千円:、旅費:400千円、人件費・謝金:100千円、その他:100千円

  • Research Products

    (20 results)

All 2015 2014

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Characterization of Leptospira infection in suckling and weaning rat pups.2015

    • Author(s)
      Muslich LT, Villanueva SY, Amran MY, Segawa T, Saito M, Yoshida S
    • Journal Title

      Comp Immunol Microbiol Infect Dis

      Volume: 38 Pages: 47-55

    • DOI

      10.1016/j.cimid.2014.11.001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Destruction of the hepatocyte junction by intercellular invasion of Leptospira causes jaundice in a hamster model of Weil’s disease.2014

    • Author(s)
      Miyahara S, Saito M, Kanemaru T, Villanueva SY, Gloriani NG, Yoshida S
    • Journal Title

      Int J Exp Pathol

      Volume: 95 Pages: 271-281

    • DOI

      10.1111/iep.12085

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Natural Defense by Saliva and Mucosa against Oral Infection by Leptospira.2014

    • Author(s)
      Asoh T, Saito M, Villanueva SY, Kanemaru T, Gloriani NG, Yoshida S
    • Journal Title

      Can J Microbiol

      Volume: 60 Pages: 383-389

    • DOI

      10.1139/cjm-2014-0016

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of leptospiral 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase released in the urine of infected hamsters.2014

    • Author(s)
      Segawa T, Nomura HK, Villanueva SY, Saito M, Nomura KI, Gloriani NG, Yoshida S
    • Journal Title

      BMC Micrbiol

      Volume: 14 Pages: 132-141

    • DOI

      10.1186/1471-2180-14-132

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Leptospira-rat-human relationship in Luzon, Philippines.2014

    • Author(s)
      Villanueva SY, Saito M, Baterna RA, Estrada CA, Rivera AK, Dato MC, Zamora PR, Segawa T, Cavinta LL, Fukui T, Masuzawa T, Yanagihara Y, Gloriani NG, Yoshida S
    • Journal Title

      Microbes Infect

      Volume: 16 Pages: 902-910

    • DOI

      10.1016/j.micinf.2014.07.001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] PCR and culture identification of pathogenic Leptospira spp. from coastal soil in Leyte, Philippines after a storm surge during Super Typhoon Haiyan (Yolanda).2014

    • Author(s)
      Saito M, Miyahara S, Villanueva SY, Aramaki N, Ikejiri M, Kobayashi Y, Guevarra JP, Masuzawa T, Gloriani NG, Yanagihara Y, Yoshida S
    • Journal Title

      Appl Environ Microb

      Volume: 80 Pages: 6926-6932

    • DOI

      10.1128/AEM.02568-14

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] レプトスピラ感染症 ~ワイル病病原体発見から百年~2014

    • Author(s)
      齋藤光正、Sharon Y.A.M. Villanueva、増澤俊幸、柳原保武、吉田眞一
    • Journal Title

      日本細菌学雑誌

      Volume: 69 Pages: 589-600

    • Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 台風Haiyanによる高潮被害を受けたフィリピン・レイテ島の土壌からの病原性レプトスピラ分離2015

    • Author(s)
      宮原 敏、齋藤光正、Villanueva SY、荒牧夏美、池尻真美、小林好江、Guevarra JP、増澤俊幸、Gloriani NG、柳原保武、吉田眞一
    • Organizer
      第52回レプトスピラ・シンポジウム
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2015-03-28
  • [Presentation] Development and evaluation of vaccines using 5 Leptospira serovars prevailing in the Philippines.2015

    • Author(s)
      Villanueva SY, Yanagihara Y, Saito M, Baterna RA, Estrada CA, Rivera AK, Segawa T, Ozuru R, Ikejiri M, Hidaka Y,Wang C, Gloriani NG, Yoshida S
    • Organizer
      第52回レプトスピラ・シンポジウム
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2015-03-28
  • [Presentation] レプトスピラの生態に関する新たな視点2015

    • Author(s)
      柳原保武、齋藤光正、増澤俊幸、Villanueva SY、宮原 敏、小林好江、日高悠介、荒牧夏美、池尻真美、Baterna RA、Baterna RA、Mingala BX、Guevarra JP、Gloriani NG、吉田真一
    • Organizer
      第52回レプトスピラ・シンポジウム
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2015-03-28
  • [Presentation] Luciferase 発現 Leptospira を用いた in vivo イメージング2015

    • Author(s)
      尾鶴 亮、齋藤光正、吉田眞一
    • Organizer
      第52回レプトスピラ・シンポジウム
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2015-03-28
  • [Presentation] レプトスピラ感染症における抗Patoc抗体出現の意味2015

    • Author(s)
      池尻真美、Villanueva SY、齋藤光正、吉開泰信、吉田眞一
    • Organizer
      第52回レプトスピラ・シンポジウム
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2015-03-28
  • [Presentation] 環境分離レプトスピラ株の病原性の検討2015

    • Author(s)
      日高悠介、齋藤光正、Villanueva SY、増澤俊幸、金丸孝昭、柳原保武、Gloriani NG,吉田眞一
    • Organizer
      第52回レプトスピラ・シンポジウム
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2015-03-28
  • [Presentation] 日本全国の土壌,環境水からのレプトスピラ分離株の性状解析2015

    • Author(s)
      増澤俊幸、縁川むつみ、工藤芳子、齋藤光正、Villanueva SY、岡本能弘、福井貴史、柳原保武、吉田真一
    • Organizer
      第52回レプトスピラ・シンポジウム
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2015-03-28
  • [Presentation] 半固形コルトフ培地を用いた福岡都心部の野生ラットからの病原性レプトスピラ分離と分離株の解析2015

    • Author(s)
      齋藤光正、Villanueva SY、増澤俊幸、宮原 敏、尾鶴 亮、山口孝治、吉村芳修、池尻真美、荒牧夏美、飯田健一郎、柳原保武、吉田眞一
    • Organizer
      第88回日本細菌学会
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-28
  • [Presentation] 土壌、水などの環境からのレプトスピラ分離と性状解析2015

    • Author(s)
      増澤俊幸、齋藤光正、Villanueva SY、岡本能弘、福井貴史、柳原保武、吉田眞一
    • Organizer
      第88回日本細菌学会
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-28
  • [Presentation] フィリピンで流行している5つのレプトスピラの血清型に対するワクチンの開発と評価2015

    • Author(s)
      Villanueva SY、柳原保武、齋藤光正、瀬川孝耶、尾鶴 亮、池尻真美、Gloriani NG、吉田眞一
    • Organizer
      第88回日本細菌学会
    • Place of Presentation
      岐阜
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-28
  • [Presentation] New knowledges about Leptospira strains isolated from environmental water and soil by using a novel combination of selective agents.2014

    • Author(s)
      Saito M
    • Organizer
      3rd Scientific Symposium on the Prevention and Control of Leptospirosis in the Philippines
    • Place of Presentation
      Manila, Philippines
    • Year and Date
      2014-12-02
    • Invited
  • [Presentation] 新生仔ラットのレプトスピラ感受性/抵抗性に関する検討2014

    • Author(s)
      齋藤光正、Villanueva SY、吉田眞一
    • Organizer
      第88回日本感染症学会学術集会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2014-06-18 – 2014-06-20
  • [Book] 「レプトスピラ感染症」小児疾患診療のための病態整理1第5版2014

    • Author(s)
      齋藤光正
    • Total Pages
      1500
    • Publisher
      東京医学社

URL: 

Published: 2016-05-27  

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