2015 Fiscal Year Research-status Report
黄色ブドウ球菌における表現型スイッチングと持続感染の成立について
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26460536
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| Research Institution | Jichi Medical University |
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Principal Investigator |
崔 龍洙 自治医科大学, 医学部, 教授 (50306932)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 黄色ブドウ球菌 / 持続感染 / ゲノム逆位 / Flip-flop inversion / phenotype switching / heterogeneity / 多剤耐性 / MRSA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
メチシリン耐性黄色ブドウ球菌 (MRSA)は、その薬剤耐性や持続感染能力などにより、臨床現場においてしばしば難治性感染を引き起こす。申請者は、黄色ブドウ球菌のβ-ラクタム剤耐性と感性、溶血毒素の産生と非産生、small colony variant(SCV)とLarge colony variant(LCV)などの全く“正反対”の表現型が大規模ゲノムの可逆的な逆位(Flip-Flop逆位)によりswitchingする事を見出した。そして、そのswitchingにより病原細菌がヘテロ細胞集団を形成し、それを維持することにより宿主に持続感染を引き起こすことであると考え、本研究の推進を企画した。
本年度は、研究開始の２年目ですが、概ね当初の企画の通り進んでいる。今年度の主な成績は以下２点ある。１）線虫カエノラブディティス・エレガンス (C. elegans)のブドウ球菌感染モデルを構築し、そのモデルを用いてSCVとLCVの病原性の比較を行った。つまり、C. elegans感染モデルを用いてSCVとLCVの病原性と持続感染有無を検討した。本実験は、一回でC.elegans 40匹、計３回実施した。LCV感染組では4日目に全匹が死亡したに対し、SCV感染組は10日まで感染が続いた。
次に、２）マウスのカテーテル感染モデルを構築し、そのモデルを用いて感染時のマウス体内でのSCVとLCVのスイッチング状況を検討した。感染マウス体内でのsmall colony (S)とlarge colony(L)の比は、SCVの感染の場合変わりがなく、初期のまま（99.9%以上）維持されていた。一方、LCVの感染の場合、当初のS/L比が0.1～１％であったが感染後１日目に50%,2日目70%で、7日～21日間は80%～90%で維持していた。感染も３週まで続いていた。以上のことから、表現型スイッチングが、生体防御の回避能力を持つSCV型を維持したことで長期間を渡る持続感染が成立したと考えられた。
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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
研究概要で述べたように、研究は当初計画の通り概ね順調に進んでいる。当初の計画では主に以下３点を推進することにした：（i）モデル感染菌と持続感染モデルの構築又は充実；（ii）感染前と感染過程での菌と宿主の経時的な変化を徹底的に解析し、持続感染の成立に関与するファクターを同定する；（iii）遺伝子の欠損、相補、置換等の変異株を作製し、上記の結果を検証する。現在、第２項までほぼ完成し、第３項の実験も進行中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
当研究期間は後１年残っているが、当初企画の通り研究が進んでいるため目標の達成は可能であると考えている。残っている項目「遺伝子の欠損、相補、置換等の変異株を作製し、これまでの結果を検証する」は、変異株作成次第にこれまで構築した感染モデルで確認を行う予定である。変異株作成は現在進行中であるが、もし変異株の作成が順調に進まない場合、誘導型ベクターを用いて遺伝子過剰発現またはmRNA発現抑制方法を用いて検討することも考えている。
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| Causes of Carryover |
繰り越し額169482円が生じたが、動物（マウス）実験ので少し安価のマウスを使用したことによるものである。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
来年の消耗品の購入に回したい。
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