| 研究課題/領域番号 |
21H02727
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分49050:細菌学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
中村 修一 東北大学, 工学研究科, 准教授 (90580308)
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| 研究分担者 |
小泉 信夫 国立感染症研究所, 細菌第一部, 主任研究官 (10333361)
加藤 貴之 大阪大学, 蛋白質研究所, 教授 (20423155)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
2023年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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| キーワード | スピロヘータ / 運動性 / レプトスピラ / 宿主選好性 / 病原性 / 人獣共通感染症 / 機械学習 / レプトスピラ症 / イメージング / 細菌 / 細菌べん毛 / 宿主特異性 / 細菌運動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
人獣共通感染症レプトスピラ症を題材に，細菌の病原性および宿主選好性を規定する因子を分子レベルで明らかにする。本症の病原体であるレプトスピラは様々な哺乳動物に感染するが，血清型と動物種の組み合わせによって症状は大きく異なる。本研究では，細菌の物性や動態を非病原性株および遺伝子破壊株と比較することにより病原因子を明らかにする。細菌感染で惹起される炎症性サイトカインの発現変動と重症度の関係を様々な細菌血清型－宿主種ペアで調べ，宿主選好性に関わる分子を同定する。最先端のバイオイメージング技術で細菌感染の現場を「観て測る」ことを研究の機軸として宿主－病原体相互作用の多様性と普遍性の理解につなげる。
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| 研究成果の概要 |
レプトスピラ症は、病原性レプトスピラ属によって引き起こされる人獣共通感染症である。 本症の重症度は、レプトスピラの血清型と宿主種の組み合わせによって異なる。我々は、機械学習を取り入れた画像解析によって、培養腎細胞上における様々なレプトスピラ株の動態を測定した。その結果、腎細胞上を高速で這い回る運動性が重篤な症状を引き起こす傾向があることが示された。また、外膜タンパク質（OMP）を欠損した変異株の運動も解析した。臨床分離株とOMP欠損変異株の挙動から、接着性と運動性の逆相関関係が示され、この関係が感染転帰に影響する可能性が示唆された。本研究は，感染症研究における機械学習の有用性も示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，病原体の運動特性や付着性と病気の重症度を結び付け点，人獣共通感染症において重要な病原体の宿主選好性解明の手掛かりを示した点で，感染症研究としての大きな意義がある。本研究で発見した宿主細胞表面での病原体挙動に関する知見は，ユニバーサルワクチンの開発等，新しい治療・予防法の開発への貢献が期待されるものである。これに加えて，感染症研究におけるコンピュータービジョン技術の有用性を示すものであり，医学・生命科学分野と情報科学の双方の発展に寄与する。
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