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生物物理学的アプローチを用いた細菌の運動解析と自然免疫分子による運動阻害機構

研究課題

研究課題/領域番号 18J10834
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 獣医学
研究機関東北大学

研究代表者

許(XU) 駿 (JUN)  東北大学, 農学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2019年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード細菌運動 / 感染症 / 宿主選好性 / レプトスピラ症 / 人獣共通感染症 / 接着 / 顕微計測 / 生物物理学的解析 / レプトスピラ / 宿主細胞 / 滑走運動 / 感染 / 保菌
研究実績の概要

レプトスピラ属細菌は250以上の血清型に分類され、様々な哺乳動物に経皮的に感染する。感染後の症状は動物種によって異なり、一部の動物ではレプトスピラが腎臓に持続的に感染し、保菌動物となる。保菌動物は本症拡大の主因であるため、「どの血清型がどの動物に持続感染できるか」という各血清型の選好性(宿主との相性のようなもの)を理解することは、感染拡大の抑止を狙う創薬においても重要課題であるが、そのメカニズムは未だ明らかにされていない。本研究では、レプトスピラの宿主選好性を決める可能性因子として、「動物組織への接着性」と「接着後の運動性」の2つを挙げ、これらの実験的検証を行うこととした。
採択後早々に、動物細胞の単層シート作製に着手した。レプトスピラの主要の定着臓器腎臓細胞(NRK、MDCK、Vero、MDBK、TCMK、HK-2など)を顕微鏡観察用チャンバー内に単層培養する手法を確立した。各動物に対して、非感染性、不顕性感染性(維持感染)、病原性のいずれかを示すいくつかのレプトスピラ血清型を選別し、それらに対する蛍光タンパク質遺伝子導入を試みた。いくつかの蛍光タンパク質について発現効率と蛍光強度を比較し、緑色蛍光タンパク質GFPを使用することに決めた。しかし、計測可能な蛍光強度を示す血清型は数種類に限られたため、本研究では、病原性2株と非病原2株を使用することとした。レプトスピラ3株と動物細胞2種を組み合わせて、細胞上でのレプトスピラの接着と運動を1細胞レベルで計測したところ、病原性発揮ペアは、非感染性ペアに比べて、接着性と運動性がともに高いという、動態因子と病原性の間に相関がみられた:①病原性レプトスピラが感染初期に宿主細胞に対して強い結合性および滑走運動能力を示した;②病原性レプトスピラが感染初期に宿主細胞における滑走運動は強い方向的一致性を示した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うちオープンアクセス 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Adhesivity and motility of a zoonotic spirochete: Implications in host-dependent pathogenicity.2020

    • 著者名/発表者名
      Xu J, Koizumi N, Nakamura S
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: 1 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1101/2020.02.11.944587

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efects of fermentation products of the commensal bacterium Clostridium ramosum on motility, intracellular pH, and lagellar synthesis of enterohemorrhagic Escherichia coli2019

    • 著者名/発表者名
      Xu J, Koyanagi , Isogai E, Nakamura S.
    • 雑誌名

      Archiv. Microbiol.

      巻: Apr 8 号: 6 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1007/s00203-019-01656-6

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Salmonella Typhimurium is attracted to egg yolk and repelled by albumen2019

    • 著者名/発表者名
      Okuno K, Xu J, Isogai E, Nakamura S.(Okuno K and Xu J have equally contributed to this work.)
    • 雑誌名

      Curr. Microbiol.

      巻: 76 号: 4 ページ: 393-397

    • DOI

      10.1007/s00284-018-1619-5

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of Clostridium perfringens in tsunami deposits after the Great East Japan Earthquake2019

    • 著者名/発表者名
      Makino A, Xu J ,Nishimura J,Isogai E
    • 雑誌名

      Microbiol. Immunol.

      巻: In press

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Involvement of adhesion and motility in pathogenicity of Leptospira2020

    • 著者名/発表者名
      許駿,小泉信夫,中村修一
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of Adhesion and Crawling Motility of Leptospira on the Animal Cell Monolayers (Involvement of adhesion and crawling behavior in host-preference)”.2019

    • 著者名/発表者名
      Xu, J, Koizumi N, Nakamura S.
    • 学会等名
      11th International Leptospirosis Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レプトスピラの宿主特異性における接着と運動の関わり2019

    • 著者名/発表者名
      許駿,小泉信夫,中村修一
    • 学会等名
      第57回日本レプトスピラシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Photoresponsivity in the spirochete Leptospira2019

    • 著者名/発表者名
      Xu, J., Koizumi, N., Ozuru, R., Morimoto, Y.V., Masuzawa, T., Nakamura, S.
    • 学会等名
      2019年度べん毛交流会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of adhesion and crawling behavior of Leptospira on the host animal cells2019

    • 著者名/発表者名
      Jun Xu, Nobuo Koizumi, and Shuichi Nakamura.
    • 学会等名
      Bacterial Locomotion and Signal Transduction 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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