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抗酸菌の情報伝達系を介したバイオフィルム形成機構の解明と除去剤の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K08629
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分53030:呼吸器内科学関連
研究機関広島大学 (2021)
大阪市立大学 (2019-2020)

研究代表者

西内 由紀子  広島大学, 学術・社会連携室, 特任准教授 (00333526)

研究分担者 大原 直也  岡山大学, 医歯薬学総合研究科, 教授 (70223930)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード非結核性抗酸菌 / Mycobacterium avium / バイオフィルム / 2成分制御系 / 低酸素 / トランスクリプトーム解析 / 菌膜 / 情報伝達系 / センサーヒスチジンキナーゼ / MAC菌
研究開始時の研究の概要

肺MAC症は、MAC菌という結核菌によく似た菌の感染によって起こる肺の病気です。世界中で増加していますが、日本では特に増えています。浴室などの環境から感染すると考えられていますが、これらの場所ではバイオフィルムを形成して消毒除菌することが困難な状況です。MAC菌を除去するためには、まずMAC菌が形成するバイオフィルムを知ることが重要です。今までに低酸素環境でバイオフィルム形成が誘導されることを明らかにしてきたので、どのようなメカニズムで形成されるか最新の手法(RNAseq法)を用いて明らかにします。

研究成果の概要

抗酸菌のMycobacterium avium subsp. hominissuis (MAH)は低酸素にするとバイオフィルム(BF)を形成するので、MAHが低酸素を感知してBF形成遺伝子群を発現していると考えた。この形成機構を解明するために、低酸素および大気下の遺伝子発現を比較した結果、低酸素を感知する2成分制御系の受容体遺伝子MAV_RS11960を同定した。本遺伝子の過剰発現株やBF形成の異なる環境分離3株の遺伝子発現の解析を実施し成果発表段階である。
MAHのBF構造や病原性解析の成果も発表し、これらの研究実績は環境や生体内での抗酸菌の動態を明白にして予防や治療戦略の基盤となる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

肺非結核性抗酸菌症は日本だけでなく世界中で増加しているので、その対策が望まれています。抗酸菌は環境でバイオフィルムを形成して環境から感染すること、生体内でも形成されていると考えられているので、抗酸菌のバイオフィルムの構造や形成機構を明らかにすることが重要ですが、ほとんどわかっていませんでした。本研究で抗酸菌のMycobacterium aviumのバイオフィルムの構造と低酸素受容体を介した形成機構について明らかにすることができました。これらの研究成果から環境や生体内での抗酸菌のバイオフィルム動態が明らかになり、感染源のバイオフィルムの除去や新たな治療方法の開発につながることが期待されます。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022 2021 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Direct attachment with erythrocytes augments extracellular growth of pathogenic Mycobacteria2022

    • 著者名/発表者名
      Nishiuchi, Y., Tateishi, Y., Hirano, H., Ozeki, Y., Yamaguchi, T., Miki, M., Kitada, S., Maruyama, F., Matsumoto, S.
    • 雑誌名

      Microbiology Spectrum

      巻: in press 号: 2

    • DOI

      10.1128/spectrum.02454-21

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ultrastructure of the <i>Mycobacterium avium</i> subsp. <i>hominissuis</i> Biofilm2021

    • 著者名/発表者名
      Yukiko Nishiuchi
    • 雑誌名

      Microbes and environments

      巻: 36 号: 1 ページ: n/a

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME20128

    • NAID

      130007987183

    • ISSN
      1342-6311, 1347-4405
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 抗酸菌のバイオフィルム形成と休眠時遺伝子発現比較2019

    • 著者名/発表者名
      西内由紀子、大田篤、矢野大和、岩本朋忠、阿戸学、松本壮吉、大原直也、丸山史人
    • 学会等名
      第33回バイオフィルム学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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