C. gattii感染症における高病原性機序の解明と臨床応用への基盤形成

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26860774
• Research Institution: Kanagawa Cancer Center Research Institute
• Principal Investigator: 大久保 陽一郎 地方独立行政法人神奈川県立病院機構神奈川県立がんセンター(臨床研究所), その他部局等, 医長 (40516267)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: Cryptococcus neoformans / Cryptococcus gattii / ＣＤ４ / 肉芽腫 / 肺胞

Outline of Annual Research Achievements

我が国におけるクリプトコックス症はほとんどがCryptococcus neoformans (C. neoformans)によるものであるが、近年新たなクリプトコックス症の起因菌としてCryptococcus gattii (C. gattii) が注目されている。しかしながら、本感染症に関する知見は乏しいと言わざるを得ず、本研究では、C. gattiiの毒力規定因子の一端を解明すべく各種解析を行った。
研究代表者らは国立感染症研究所との共同研究で投与株はC. neoformans H99株及びC. gattii JP02株、使用マウスはコントロールマウス及びCD4陽性リンパ球欠損状態のマウスを活用し、C. gattiiに対するCD4陽性リンパ球の感染制御効果を組織学的な観点から解析した。感染実験自体は国立感染症研究所にて施行し、各種手続きも国立感染症研究所内にて許可されている。
組織学的解析の結果、C. gattii JP02株投与群ではCD4陽性リンパ球が維持されていようがいまいが、多核巨細胞 (肉芽腫)の形成がほとんど確認できず、菌体がびまん性に分布することが判明した。さらに、菌体の増殖に伴い肺胞腔は不規則な拡張ならびに周囲の重積を伴い、肺胞腔の大小不同が目立つ組織像が得られた。一方、C. neoformans H99投与群ではCD4陽性リンパ球が維持されていれば肉芽腫が形成され病変も限局されるのに対して、CD4陽性細胞が欠損した状態では肉芽腫が形成難く、肺病変自体も広範囲に分布することが判明した。
これらの事実より、C. neoformansに対する肺内の感染防御機構においてCD4陽性リンパ球は極めて重要な役割を担っているが、C. gattii感染時に何らかの機構によりCD4陽性リンパ球が関与する感染防御機構を誘導させにくくする特徴を有しているものと推測された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

平成27年度も本邦を含めて感染拡大が危惧されているCryptococcus gattii (C. gattii)感染症の感染予防や治療に対する基盤情報を得るべく、病理組織学的解析を主体とした各種解析を行った。特に、国立感染症研究所との共同研究を施行する事で、C. gattii 感染症に対するCD4陽性リンパ球の感染制御効果及びその作用機序を病理組織学的な観点から解析することができ、C. gattiiはCD4陽性リンパ球を介した細胞性免疫機構に対する抵抗性を有しているあるいは獲得する事ができる事を組織学的に証明することができ、一定の研究成果は得られたものと考えている。
一方、昨年度より施行している、C. gattii株感染マウス肺を対象としたDNA microarray法に関しては、生データの獲得に加えて強毒株C. gattiiで特に発現亢進している候補遺伝子の一旦は明らかにすることができ、得られた成果を国際医真菌学会 (19th Congress of the International Society for Human and Animal Mycology, Australia, 2015)で発表することができた。但し、候補遺伝子の数が多すぎる事、未だ機能が分かっていない候補遺伝子があることから研究実績とまでは言い難く、より整理された内容とするにはさらなる解析・検討が必要な状態でもある。
今後は、得られた遺伝子発現変動に対するより詳細な検討に加えて、ホルマリン固定パラフィン包埋切片からの遺伝子情報の抽出、ならびに臨床応用可能な知見を得るべく、ヒトクリプトコックス感染症における組織学的所見との比較を予定しているが、総じて予定計画年数の2/3が経過した時点の達成度としてはおおむね順調であることから、上記達成度とした。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度はCryptococcus neoformans (C. neoformans)およびCryptococcus gattii (C. gattii) 感染マウスにおける組織学的特徴とCD4陽性リンパ球の役割について、その一端を明にすることができた。さらに、C. neoformansならびに強毒株C. gattii感染マウス肺を試料としたDNAマイクロアレイの解析データも得られており、DNA microarray法による高病原性C. gattiiの遺伝子発現情報について、発現亢進遺伝子も含めてその一端を解明し、国際学会で報告することもできた。
尚、研究代表者が神奈川県立がんセンターへ異動した関係もあり、今後はDNA microarray法で得られた遺伝子発現変動に関して、特に高病原性C. gattii株接種群 (C. gattii R265株接種マウス)で特徴的に発現亢進する遺伝子のみならず、反対に発現減弱する遺伝子を検索する事で、強毒株Cryptococcus gattii株における毒力規定因子の一端を解明したい。

Causes of Carryover

平成27年度はCryptococcus neoformansおよびCryptococcus gattii感染マウスにおける組織学的特徴とCD4陽性リンパ球の役割についてその一端を明にすることができ、DNAマイクロアレイ法の解析結果を国際学会で報告する事ができたが、本研究補助金のみならず当時の所属機関 (東邦大学)の補助金や講座研究費を活用することが可能であった。そのため、当初予定していた人件費や旅費等の項目について予定よりも少ない金額での研究遂行が可能となり、次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

今後の使用計画であるが、先ずはDNAマイクロアレイ結果の解析・報告に必要なソフトへの使用やこれまでの解析で得られたホルマリン固定パラフィン包埋切片を活用し、各種、免疫染色抗体の購入を計画している。
さらに、平成28年度は最終年度であることから、科学研究費補助金の使用ルールを遵守した上で、引き続き必要項目に対して弾力的な研究費の使用を予定しているが、特に病理組織学的解析ならびに研究成果報告に対する支出 (学会報告費、旅費、印刷費、論文掲載費等)を計画している。

Research Products

• [Journal Article] Evasion of Innate Immune Responses by the Highly Virulent Cryptococcus gattii by Altering Capsule Glucuronoxylomannan Structure. (2015)
  • Author(s): Urai M, Kaneko Y, Ueno K, Okubo Y, Aizawa T, Fukazawa H, Sugita T, Ohno H, Shibuya K, Kinjo Y, Miyazaki Y.
  • Journal Title: Frontiers in Cellular and Infection Microbiology Volume: ５ Pages: １－１１
  • DOI: 10.3389/fcimb.2015.00101
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Histological study of chronic pulmonary aspergillosis. (2015)
  • Author(s): Tochigi N, Ishiwatari T, Okubo Y, Ando T, Shinozaki M, Aki K, Gocho K, Hata Y, Murayama SY, Wakayama M, Nemoto T, Hori Y, Shibuya K.
  • Journal Title: Diagnostic Pathology Volume: 10 Pages: 1-6
  • DOI: 10.1186/s13000-015-0388-8
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A case of postoperative hepatic granuloma presumptively caused by surgical staples/clipping materials. (2015)
  • Author(s): Nihon-Yanagi Y, Ishiwatari T, Otsuka Y, Okubo Y, Tochigi N, Wakayama M, Nemoto T, Watanabe M, Kaneko H, Sumino Y, Shibuya K.
  • Journal Title: Diagnostic Pathology Volume: 10 Pages: 1-5
  • DOI: 10.1186/s13000-015-0291-3
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Gangliocytic paraganglioma: a multi-institutional retrospective study in Japan. (2015)
  • Author(s): Okubo Y, Nemoto T, Wakayama M, Tochigi N, Shinozaki M, Ishiwatari T, Aki K, Tsuchiya M, Aoyama H, Katsura K, Fujii T, Nishigami T, Yokose T, Ohkura Y, Shibuya K
  • Journal Title: BMC Cancer Volume: 15 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1186/s12885-015-1308-8
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Effects of habitual exercise and dietary restriction on intrahepatic and periepididymal fat accumulation in Zucker fatty rats. (2015)
  • Author(s): Kurosaka Y, Shiroya Y, Yamauchi H, Kaneko T, Okubo Y, Shibuya K, Minato K
  • Journal Title: BMC Research Notes Volume: 8 Pages: 1-7
  • DOI: 10.1186/s13104-015-1063-6
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] クリプトコックス剖検例の病理組織学的解析 (2015)
  • Author(s): 石渡誉郎, 二本柳康博, 大久保陽一郎, 定本聡太, 小林純子, 江嶋梢, 栃木直文, 篠崎稔, 若山恵, 根本哲生, 澁谷和俊
  • Organizer: 第59回日本医真菌学会総会・学術集会
  • Place of Presentation: 札幌(北海道)
  • Year and Date: 2015-10-09 – 2015-10-09
• [Presentation] クリプトコックス剖検例の病理組織学的解析 (2015)
  • Author(s): 石渡誉郎, 二本柳康宏, 大久保陽一郎, 栃木直文, 若山恵, 根本哲生, 澁谷和俊
  • Organizer: 第36回関東医真菌懇話会
  • Place of Presentation: 札幌(北海道)
  • Year and Date: 2015-06-27 – 2015-06-27
• [Presentation] Histopathological study of murine pulmonary cryptococcosis: candidate virulence factors against Cryptococci (2015)
  • Author(s): Okubo Y, Ohno H, Ueno K, Aki K, Shinozaki M, Nihonyanagi Y, Ejima K, Ishiwatari T, Tochigi N, Mitsuda A, Wakayama M, Nemoto T, Hori Y, Kinjo Y, Miyazaki Y, Kamei K, Shibuya K
  • Organizer: 19th Congress of the International Society for Human and Animal Mycology
  • Place of Presentation: Melbourne(Australia)
  • Year and Date: 2015-05-04 – 2015-05-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Identification of dimorphic yeast in FFPE tissue sections by in situ hybridization using PNA probes (2015)
  • Author(s): Okubo Y, Aki K, Shinozaki M, Nihonyanagi Y, Ejima K, Ishiwatari, T, Tochigi N, Mitsuda A, Wakayama M, Nemoto T, Hori Y, Shibuya k
  • Organizer: 19th Congress of the International Society for Human and Animal Mycology
  • Place of Presentation: Melbourne (Australia)
  • Year and Date: 2015-05-04 – 2015-05-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Histopathological study of autopsy subjects with cryptococcosis (2015)
  • Author(s): Ishiwatari T, Nihonyanagi Y, Ejima K, Okubo Y, Tochigi N, Shinozaki M, Wakayama M, Nemoto T, Shibuya K
  • Organizer: 19th Congress of the International Society for Human and Animal Mycology
  • Place of Presentation: Melbourne(Australia)
  • Year and Date: 2015-05-04 – 2015-05-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] マウス肺を用いたクリプトコックス感染症に対する組織学的解析：感染防御機構の観点から (2015)
  • Author(s): 大久保陽一郎, 大野秀明, 上野圭吾, 石渡誉郎, 栃木直文, 若山恵, 根本哲生, 金城雄樹, 宮崎義継, 澁谷和俊
  • Organizer: 第104回日本病理学会総会 名古屋
  • Place of Presentation: 名古屋(愛知)
  • Year and Date: 2015-05-01 – 2015-05-01
• [Presentation] 剖検例を用いたクリプトコックス症の病理学的解析 (2015)
  • Author(s): 石渡誉郎, 二本柳康博, 大久保陽一郎, 栃木直文, 若山恵, 根本哲生, 澁谷和俊
  • Organizer: 第104回日本病理学会総会 名古屋
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2015-05-01 – 2015-05-01