RNA標的型CRISPRシステム搭載ファージを用いた新規抗菌療法の開発

• 研究課題/領域番号: 17K19570
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 病理病態学、感染・免疫学およびその関連分野
• 研究機関: 自治医科大学
• 研究代表者: 崔 龍洙 自治医科大学, 医学部, 教授 (50306932)
• 研究分担者: 氣駕 恒太朗 自治医科大学, 医学部, 講師 (90738246)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 薬剤耐性菌 / MRSA / mecA / CRISPR-Cas / バクテリオファージ / 耐性菌 / 耐性遺伝子 / キメラファージ / ファージ / 薬剤耐性遺伝子 / 新規抗菌治療法 / 抗菌ファージ / 選択的殺菌 / ファージセラピー / RNA 分解酵素 / 追尾ミサイル型抗菌治療法 / 細菌 / CRISPRシステム / 抗菌療法

研究成果の概要

黄色ブドウ球菌のメチシリン耐性遺伝子mecAを標的とするCRISPR-Cas13aを設計し、ブドウ球菌ファージに搭載した。それをMRSA、MSSA株を撒いた重層寒天培地上に添加して殺菌斑を確認したところ、合成ファージはMRSA株のみを殺菌するものの、MSSA株は殺菌しないことが確認された。また、mecAを欠損させたMRSA（ΔmecA）を作製し、同様の実験を行なったが、mecAを欠損させた黄色ブドウ球菌への殺菌力は失われていた。以上の結果は、mecAを保有する菌を遺伝子特異的に殺菌する殺菌キメラファージの合成に成功したことを意味する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で、我々は薬剤耐性遺伝子を標的とするCRISPR-Cas13aをバクテリオファージに搭載させ、初めに狙った細菌を選択できに殺菌する新規殺菌技術を開発した。本技術は、薬剤耐性菌の蔓延が人類の健康を脅かす現代医療問題に対して、有効な解決策となりうる。

研究成果

• [雑誌論文] Complete Genome Sequence of the Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Strain JMUB3031, Isolated from a Patient with Fatal Community-Acquired Pneumonia (2019)
  • 著者名/発表者名: Bintao Cui, Shinya Watanabe, Yusuke Sato’o, Fumiya Nihashi, Yoshifumi Aiba, Kotaro Kiga, Teppei Sasahara, Xin-Ee Tan, Moriyuki Kawauchi, Tanit Boonsiri, Kanate Thitiananpakorn, Yusuke Taki, Feng-Yu Li, Shiro Imokawa, Longzhu Cui
  • 雑誌名: Microbiology Resource Announcements 巻: 8 号: 4 ページ: 1-2
  • DOI: 10.1128/mra.01652-18
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of compensatory mutations associated with restoration of daptomycin-susceptibility in daptomycin non-susceptible methicillin-resistant Staphylococcus aureus (2019)
  • 著者名/発表者名: Izumo Kanesaka, Shingo Fujisaki, Yoshifumi Aiba, Shinya Watanabe, Takashi Mikawa, Akiko Kanayama Katsuse, Hiroshi Takahashi, Longzhu Cui, Intetsu Kobayashi
  • 雑誌名: Journal of Infection and Chemotherapy 巻: 25 号: 1 ページ: 1-5
  • DOI: 10.1016/j.jiac.2018.09.009
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Complete genome sequencing of three human clinical isolates of Staphylococcus caprae reveals virulence factors similar to those of S. epidermidis and S. capitis (2018)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Shinya、Aiba Yoshifumi、Tan Xin-Ee、Li Feng-Yu、Boonsiri Tanit、Thitiananpakorn Kanate、Cui Bintao、Sato’o Yusuke、Kiga Kotaro、Sasahara Teppei、Cui Longzhu
  • 雑誌名: BMC Genomics 巻: 19 号: 1 ページ: 810-810
  • DOI: 10.1186/s12864-018-5185-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Induction of Mucosal Humoral Immunity by Subcutaneous Injection of an Oil-emulsion Vaccine against <i>Salmonella enterica</i> subsp. <i>enterica</i> serovar Enteritidis in Chickens (2018)
  • 著者名/発表者名: Ishida Yuuichi、Sakai Eishi、Sato Katsuo、Sugiyama Einori、Mima Kazuyuki、Taneno Akira、Shimomura Hirofumi、Cui Longzhu、Hirai Yoshikazu
  • 雑誌名: Food Safety 巻: 6 号: 4 ページ: 151-155
  • DOI: 10.14252/foodsafetyfscj.2018003
  • NAID: 130007546578
  • ISSN: 2187-8404
• [雑誌論文] Optimized universal protocol for electroporation of both coagulase-positive and -negative Staphylococci (2018)
  • 著者名/発表者名: Sato'o Yusuke、Aiba Yoshifumi、Kiga Kotaro、Watanabe Shinya、Sasahara Teppei、Hayakawa Yasuhiko、Cui Longzhu
  • 雑誌名: Journal of Microbiological Methods 巻: 146 ページ: 25-32
  • DOI: 10.1016/j.mimet.2018.01.006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 狙った細菌を選択的に殺菌する殺菌技術の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 氣駕 恒太朗、李 峰宇、XinEe Tan、佐藤 祐介、渡邊 真弥、相羽 由詞、 Rodrigo Ibarra 、Jos R Penad、鈴木 仁人、崔 龍洙
  • 学会等名: 第92回 日本細菌学会総会
• [学会発表] レプトトリキア科細菌由来のCRISPR-Cas13システムの機能解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: Bintao Cui、渡邊 真弥、氣駕 恒太朗、相羽 由詞、河内 護之、Tanit Boonsiri、Kanate Thitiananpakorn、佐藤 祐介、XinEe Tan、崔 龍洙
  • 学会等名: 第92回 日本細菌学会総会
• [学会発表] 3.黄色ブドウ球菌のSaPI-phageシステムを利用した殺菌キメラファージの合成 Generation of bactericidal chimeric phages using SaPI-phage system of Staphylococcus aureus (2019)
  • 著者名/発表者名: XinEe Tan、氣駕 恒太朗、渡邊 真弥、佐藤 祐介、相羽 由詞、河内 護之、Kanate Thitiananpakorn、 Rodrigo Ibarra 、R Penad、崔 龍洙
  • 学会等名: 第92回 日本細菌学会総会
• [学会発表] 酵母を利用したキメラファージ合成技術の開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 河内 護之、氣駕恒太朗、李峰宇、Boonsiri TanitTan XinEe、佐藤祐介、相羽由詞、Kanate Thitiananpakorn、渡邊真弥、崔龍洙
  • 学会等名: 第92回 日本細菌学会総会
• [学会発表] 渡邊真弥、李峰宇、氣駕恒太朗、相羽由詞、佐藤祐介、Xin-Ee Tan、河内護之、Tanit Boonsiri、Kanate Thitiananpakorn、崔龍洙 (2019)
  • 著者名/発表者名: 緑膿菌に広く感染するファージの分離・同定
  • 学会等名: 第92回 日本細菌学会総会
• [学会発表] 大腸菌に広く感染するファージの分離・同定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 李 峰宇、氣駕 恒太朗、渡邊 真弥、佐藤 祐介、相羽 由詞、河内 護之、XinEe Tan、Tanit Boonsiri、Kanate Thitiananpakorn、崔 龍洙
  • 学会等名: 第92回 日本細菌学会総会
• [学会発表] ファージによる細菌感染症治療モデルの確立 (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 祐介、李 峰宇、氣駕 恒太朗、渡邊 真弥、相羽 由詞、河内 護之、XinEe Tan、Tanit Boonsiri、Kanate Thitiananpakorn、崔 龍洙
  • 学会等名: 第92回 日本細菌学会総会
• [学会発表] 抗菌ファージの開発に資する耐性菌の収集とMRSAファージの分離および同定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 相羽由詞、Xin-Ee Tan、Kanate Thitiananpakorn、渡邊真弥、氣駕恒太朗、佐藤祐介、Tanit Boonsiri、河内護之、李峰宇、崔龍洙
  • 学会等名: 第92回 日本細菌学会総会
• [学会発表] Genetic mechanism of high susceptibility to beta-lactam in Oxacillin-susceptible Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡邊真弥, Tanit Boonsiri, Kanate Thitiananpakorn, 相羽由詞, 佐藤祐介, 氣駕恒太朗, 笹原鉄平, 崔龍洙
  • 学会等名: 第91回日本細菌学会総会
• [学会発表] Establishment of a highly efficient electroporation protocol for Staphylococci (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤祐介, 相羽由詞, 氣駕恒太郎, 渡邊真弥, 笹原鉄平, 早川靖彦, 崔龍洙
  • 学会等名: 第91回日本細菌学会総会.
• [学会発表] Identification of gene mutations associated with cross-resistance to daptomycin and vancomycin in Staphylococcus aureus. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kanate Thitiananpakorn, Yoshifumi Aiba, Shinya Watanabe, Yusuke Sato’o, Kotaro Kiga, Teppei Sasahara, Tanit Boonsiri, Feng-Yu Li and Longzhu Cui
  • 学会等名: 第91回日本細菌学会総会.
• [学会発表] Genetic mechanisms of high beta-lactam resistance in Methicillin-resistant Staphylococcus aureus. (2018)
  • 著者名/発表者名: . Boonsiri Tanit, Watanabe Shinya, Thitiananpakorn Kanate, Sato’o Yusuke, Aiba Yoshifumi, Kiga Kotaro, Sasahara Teppei, Feng-Yu Li and Cui Longzhu
  • 学会等名: 第91回日本細菌学会総会.
• [学会発表] MRSAのβラクタム系抗菌薬耐性における遺伝学的多様性の解明 (2018)
  • 著者名/発表者名: . 相羽由詞, 渡邊真弥, 佐藤祐介, 氣駕恒太朗, Kanate Thitiananpakorn, Tanit Boonsiri, 李峰宇, 笹原鉄平, 崔龍洙
  • 学会等名: 第91回日本細菌学会総会
• [学会発表] Oxacillin感性を示すmecA陽性黄色ブドウ球菌のin vitro耐性化株の変異解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡邊真弥, Tanit Boonsiri, Kanate Thitiananpakorn, 相羽由詞, 佐藤祐介, 氣駕恒太朗, 李峰宇, 笹原鉄平, 崔龍洙.
  • 学会等名: 第66回日本感染症学会東日本地方会学術集会・第64回日本化学療法学会東日本支部総会 合同学会
• [学会発表] 黄色ブドウ球菌におけるダプトマイシン非感性化機序の遺伝学的特徴 (2017)
  • 著者名/発表者名: Thithiananpakon kanete1、相羽由詞、渡邊真弥、氣駕、佐藤、Boon、崔龍洙.
  • 学会等名: 第66回日本感染症学会東日本地方会学術集会・第64回日本化学療法学会東日本支部総会 合同学会
• [学会発表] 医療の産業革命と抗菌薬耐性菌の問題について (2017)
  • 著者名/発表者名: 崔龍洙
  • 学会等名: 日本華人教授会第14回年会国際シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Oxacillin感性を示すmecA陽性黄色ブドウ球菌のOxacillin感性化機構の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 渡邊真弥, Tanit Boonsiri, Kanate Thitiananpakorn, 相羽由詞, 佐藤祐介, 氣駕恒太朗, 李峰宇, 笹原鉄平, 崔龍洙
  • 学会等名: 第６２回日本ブドウ球菌研究会.
• [学会発表] Identification of gene mutations associated with decreased susceptibility to daptomycin and vancomycin in Staphylococcus aureus. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanate Thitiananpakorn, Yoshifumi Aiba, Shiya Watanabe, Yusuke Sato’o, Tanit Boonsiri, Feng-Yu Li, Kotaro Kiga and Longzhu Cui
  • 学会等名: 第６２回日本ブドウ球菌研究会.
• [図書] Precision Medicine 2019. ファージと現代医学 (2019)
  • 著者名/発表者名: 氣駕 恒太朗, 崔 龍洙
  • 総ページ数: 160
  • 出版者: 北隆館
• [産業財産権] PCT/JP2019/16801 (2019)
  • 発明者名: 崔龍洙、氣駕恒太朗
  • 権利者名: 崔龍洙、氣駕恒太朗
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2019
  • 外国
• [産業財産権] 特願2018-097751 (2018)
  • 発明者名: 崔龍洙、氣駕恒太朗
  • 権利者名: 崔龍洙、氣駕恒太朗
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2018-097751
  • 出願年月日: 2018