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環境適応における薬剤排出ポンプの機能解析および新規阻害剤の探索

研究課題

研究課題/領域番号 15H06364
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 生物系薬学
研究機関大阪大学

研究代表者

山崎 聖司  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (70757301)

研究期間 (年度) 2015-08-28 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード排出ポンプ / 多剤耐性菌 / サルモネラ / AcrB / トランスポーター / 感染症 / 薬剤耐性 / フェノタイプマイクロアレイ
研究実績の概要

サルモネラには多くの薬剤排出ポンプが存在しているが、限られた化合物でしか研究がなされておらず、多くの種類の化合物を用いて排出機構の研究を行う必要がある。本研究では、排出ポンプとサルモネラ薬剤感受性の関係を調べるため、Biolog社のフェノタイプマイクロアレイを用いて、野生株と9つの排出ポンプ欠損株(以下Δ9)の呼吸活性を、2000種の条件下で測定した。また、様々な排出ポンプ欠損株を用いて、活性に違いがあった化合物の最小発育阻止濃度(MIC)を測定し、各化合物存在下における増殖曲線を測定した。これらの結果から、各化合物の感受性に影響する排出ポンプを特定した。

フェノタイプマイクロアレイを用いた実験の結果、Δ9が野生株に比べ感受性を示したのは、66種の構造的に関連性のない化合物であった。Δ9はβラクタム・キノロン・マクロライドを含む多くの抗菌薬に感受性化するだけではなく、色素・界面活性剤・抗ヒスタミン薬・植物性アルカロイド・抗精神病薬・抗原虫病薬などにも感受性を示した。MICの測定結果からは、主にacrABとtolCの欠損が、これら化合物への感受性化の原因であることが分かった。また、acrB欠損株・tolC欠損株・Δ9は、化合物非存在下では野生株と同等の増殖能を有するにもかかわらず、化合物存在下での各欠損株の増殖速度は、野生株に比べ非常に遅い、あるいは増殖しないことが確認された。

抗ヒスタミン薬や抗精神病薬などの薬剤も排出ポンプの基質であり、サルモネラの薬剤耐性機構において、AcrAB-TolC排出システムが担う役割が非常に広いことを明らかにした本論文は、Journal of Infection and Chemotherapy誌に採択された。さらに研究を進め、基質薬剤の構造情報を利用した、排出ポンプに排出されにくい薬剤設計手法の確立につなげたい。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [国際共同研究] 香港大学(中国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] ハノーバー獣医科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] INRA(フランス)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Phenotype microarray analysis of the drug efflux systems in Salmonella enterica serovar Typhimurium2016

    • 著者名/発表者名
      Seiji Yamasaki, Takuma Fujioka, Katsuhiko Hayashi, Suguru Yamasaki, Mitsuko Hayashi-Nishino, and Kunihiko Nishino
    • 雑誌名

      Journal of Infection and Chemotherapy

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] AcrB-AcrA Fusion Proteins That Act as Multidrug Efflux Transporters2015

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Hayashia, Ryosuke Nakashima, Keisuke Sakurai, Kimie Kitagawa, Seiji Yamasaki, Kunihiko Nishino, and Akihito Yamaguchi
    • 雑誌名

      Journal of Bacteriology

      巻: 198 号: 2 ページ: 332-342

    • DOI

      10.1128/jb.00587-15

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 多剤耐性菌感染症の克服に向けた細菌薬剤排出ポンプの構造解析と阻害剤開発2016

    • 著者名/発表者名
      山崎聖司
    • 学会等名
      日本薬学会第136年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-03-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大腸菌AcrB-AcrA融合タンパクの解析とAcrAB-TolC構成比の決定2016

    • 著者名/発表者名
      林克彦、中島良介、櫻井啓介、山崎聖司、北川公惠、西野邦彦、山口明人
    • 学会等名
      第136回日本薬学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-03-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌バイオフィルム形成における薬剤排出ポンプの役割2016

    • 著者名/発表者名
      山崎聖司、王麗媛、平田隆弘 、西野美都子 、西野邦彦
    • 学会等名
      第89回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター
    • 年月日
      2016-03-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 機能するAcrB-AcrA融合蛋白質によるAcrAB-TolCシステムの結合量比決定2016

    • 著者名/発表者名
      林克彦、中島良介、櫻井啓介、北川公惠、山崎聖司、西野邦彦、山口明人
    • 学会等名
      第89回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      大阪国際交流センター
    • 年月日
      2016-03-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌多剤排出トランスポーターAcrB-AcrA融合蛋白質の発現・解析と排出活性に必要な構成比の決定2015

    • 著者名/発表者名
      林克彦、中島良介、櫻井啓介、山﨑聖司、北川公惠、西野邦彦、山口明人
    • 学会等名
      日本生体エネルギー研究会第41回討論会
    • 発表場所
      東京大学医学部1号館講堂
    • 年月日
      2015-12-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Xenobiotic recognition and efflux control by bacterial cells2015

    • 著者名/発表者名
      Hayashi-Nishino, Mitsuko; Hayashi, Katsuhiko; Fujioka, Takuma; Takeuchi, Yuna; Yamasaki, Seiji; Yan, Aixin; Nishino, Kunihiko
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hawaii, America
    • 年月日
      2015-12-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural Basis for the Inhibition of Multidrug Efflux Pumps2015

    • 著者名/発表者名
      Seiji Yamasaki, Ryosuke Nakashima, Keisuke Sakurai, Katsuhiko Hayashi, Chikahiro Nagata, Kazuki Hoshino, Yoshikuni Onodera, Akihito Yamaguchi, and Kunihiko Nishino
    • 学会等名
      The 19th SANKEN International Symposium 2015, The 14th SANKEN Nanotechnology Symposium
    • 発表場所
      ICHIO Hall, Osaka University, Japan
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AcrB-AcrA融合蛋白質によるAcrAB-TolC機能複合体の構成比の決定2015

    • 著者名/発表者名
      林克彦、中島良介、櫻井啓介、山崎聖司、北川公惠、西野邦彦、山口明人
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学大会 合同大会
    • 発表場所
      神戸国際展示場
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 多剤耐性菌感染症の克服に向けた細菌薬剤排出ポンプの構造解析と阻害剤開発2015

    • 著者名/発表者名
      山崎聖司,井上雄太,樋口雄介,中島良介,櫻井啓介,林克彦,長田親広, 星野一樹,小野寺宜郷,加藤修雄,山口明人,西野邦彦
    • 学会等名
      第68 回日本細菌学会関西支部総会
    • 発表場所
      京都薬科大学
    • 年月日
      2015-11-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] フェノタイプマイクロアレイを用いたサルモネラ排出トランスポーターの解析2015

    • 著者名/発表者名
      藤岡拓真、山崎聖司、西野美都子、西野邦彦
    • 学会等名
      第68 回日本細菌学会関西支部総会
    • 発表場所
      京都薬科大学
    • 年月日
      2015-11-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] AcrB-AcrA融合蛋白質によるAcrAB-TolC機能複合体の構成比の決定2015

    • 著者名/発表者名
      林克彦、中島良介、櫻井啓介、山崎聖司、北川公惠、西野邦彦、山口明人
    • 学会等名
      大阪大学 産業科学研究所 第71回 学術講演会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2015-11-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] フェノタイプマイクロアレイによるサルモネラの排出トランスポーターのフェノーム解析2015

    • 著者名/発表者名
      藤岡拓真、山崎聖司、西野美都子、西野邦彦
    • 学会等名
      第37回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2015-11-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 細菌の排出系膜輸送体2015

    • 著者名/発表者名
      山崎聖司、松本佳巳、林克彦、櫻井啓介、中島良介、西野美都子、西野邦彦
    • 学会等名
      2015アライアンスG3分科会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 多剤耐性病原細菌の新規治療戦略2015

    • 著者名/発表者名
      西野美都子、松本佳巳、林克彦、山崎聖司、櫻井啓介、中島良介、西野邦彦
    • 学会等名
      2015アライアンスG3分科会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 細菌異物排出ポンプの阻害剤結合様式と阻害メカニズムの解明2015

    • 著者名/発表者名
      山崎聖司、中島良介、櫻井啓介、林克彦、長田親広、星野一樹、小野寺宜郷、西野邦彦、山口明人
    • 学会等名
      2015アライアンスG3分科会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 機能するRND型多剤排出トランスポーターの結合量比2015

    • 著者名/発表者名
      林 克彦、中島良介、櫻井啓介、北川公 惠、山崎聖司、西野邦彦、山口明人
    • 学会等名
      2015アライアンスG3分科会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] フェノタイプマイクロアレイによる薬剤排出ポンプの解析2015

    • 著者名/発表者名
      藤岡拓真、山崎聖司、西野美都子、西野邦彦
    • 学会等名
      2015アライアンスG3分科会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Inhibitor-bound structures and inhibition mechanism of multidrug efflux transporters2015

    • 著者名/発表者名
      Seiji Yamasaki, Ryosuke Nakashima, Keisuke Sakurai, Katsuhiko Hayashi, Chikahiro Nagata, Kazuki Hoshino, Yoshikuni Onodera, Akihito Yamaguchi, and Kunihiko Nishino
    • 学会等名
      The 14th Awaji International Forum on Infection and Immunity
    • 発表場所
      Awaji Yumebutai International Conference Center, Japan
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細菌異物排出ポンプの阻害剤結合様式と阻害メカニズムの解明2015

    • 著者名/発表者名
      山崎聖司,中島良介,櫻井啓介,林克彦,長田親広, 星野一樹,小野寺宜郷,山口明人,西野邦彦
    • 学会等名
      第27回微生物シンポジウム
    • 発表場所
      就実大学
    • 年月日
      2015-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 耐性菌感染症の克服に向けた細菌薬剤排出ポンプの機能解析と阻害剤開発2015

    • 著者名/発表者名
      山崎聖司
    • 学会等名
      育志賞研究発表会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-08-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 大阪大学産業科学研究所 生体分子制御科学研究分野ホームページ

    • URL

      http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/mid/Site/Welcome.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 細菌の有害性低減物質のスクリーニング方法2016

    • 発明者名
      西野邦彦、山崎聖司、中島良介、櫻井啓介、藤岡拓真
    • 権利者名
      国立大学法人大阪大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-028653
    • 出願年月日
      2016-02-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [産業財産権] 多剤排出ポンプ阻害剤2015

    • 発明者名
      山口明人、加藤修雄、井上雄太、山崎聖司、樋口雄介、櫻井啓介、等
    • 権利者名
      国立研究開発法人科学技術振興機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-238703
    • 出願年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-08-26   更新日: 2017-01-06  

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