| 研究課題/領域番号 |
21K15437
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分49050:細菌学関連
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| 研究機関 | 湘南医療大学 (2022)
東邦大学 (2021) |
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研究代表者 |
進藤 綾大 湘南医療大学, 薬学部医療薬学科, 助教 (20807276)
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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 |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 肺炎球菌 / 重症肺炎 / 疾患感受性 / 疾患感受性遺伝子 / CXCR2 / CIITA / 免疫応答 / 感染制御 / 疾患感受性遺伝子（群） / 莢膜型 / CBA/JN |
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| 研究開始時の研究の概要 |
肺炎球菌感染症は 国・地域を問わず市中肺炎原因菌の最上位に位置し、本菌に感染することによる死亡率も高い。したがってヒト宿主に対する本菌の病原性メカニズムのみならず、宿主側の感染防御メカニズムを解明し、予防・治療戦略を構築することが喫緊の課題である。既に申請者らのグループでは、肺炎球菌に対する致死感受性の高いマウス系統を見出しており、これを用いることで致死感受性に関与する責任遺伝領域の特定を終えている。そこで本研究では、肺炎球菌に対する疾患関連性遺伝子（群）を同定し、感染応答への役割・分子機構を解析する。本研究により得られる知見は、重症細菌性肺炎に対し、新規治療法・ワクチン開発への一助となる。
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| 研究実績の概要 |
肺炎球菌は、国・地域を問わず市中肺炎原因菌の最上位に位置し、本菌に感染することによる死亡率も高い。本菌は口腔・鼻腔に存在する常在菌であり、誤嚥などにより肺胞腔に侵入した肺炎球菌は好中球・肺胞マクロファージによって貪食殺菌されるが、莢膜が存在すると貪食殺菌に抵抗性を示す。肺炎球菌自体の病原性については多くの報告があるが、肺炎の重症化に関与する宿主側の要因については不明点が多いのが現状である。既に我々のグループでは、肺炎球菌に対する致死感受性の高いマウス系統を見出しており、これを用いることで致死感受性に関与する責任遺伝領域の特定を終えている。本研究の目的は、肺炎球菌に対する疾患関連性遺伝子(群)を同定し、感染応答への役割・分子機構を解析することである。
これまでの解析から、ケモカインレセプターである Cxcr2 を責任遺伝子の1つとして推定しており、肺炎球菌感染直後の重症化型マウスでは自然免疫応答の遅延が認められることを明らかにしている。
このことに関連して、重症化型マウスでは感染後期においても多くの肺炎球菌が肺内に残存し、炎症所見の増悪が認められることが判明した。また qPCR 法による解析から、重症化型マウスにおいてのみ、各種炎症性サイトカインおよび酸化ストレス関連遺伝子の著増が認められることが明らかとなった。
続いて、肺炎の重症化が肺炎球菌莢膜の抗原提示能に関与している可能性を予測し、抗原提示に関与する網羅的検索(PCR Array)を行った。その結果、Ciita というMHC Class II の発現をコードする遺伝子の発現量が増加していた。さらに非常に興味深いことに、 CIITA および獲得免疫応答を誘導することが知られている IFNg の発現増加が、重症化マウスでのみ特異的に誘導されていることを見出した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
新設大学への異動により、実験計画の変更等が生じ進行が遅れた。また本研究では、自家繁殖させたマウス種を使用しているが、2022年度は繁殖効率が極端に低下したため、感染実験に使用するマウスを確保することが困難であった。凍結受精卵からの個体復元を実施し、年度末の時点で個体の作成は終えている。2023年度はより安定供給ができるよう整備する予定である。研究計画自体に変更はないため、今後は当初の予定通りに実験を進める予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
生体防御機構の解析-本マウスモデルにおける重症化因子として Cxcr2 を推定しているが、このことを多角的に確認する必要がある。そこで CXCR2 ノックアウトマウスへの肺炎球菌感染、選択的 CXCR2 アンタゴニストである SB-225002 を肺炎球菌感染前に投与することで、重症化型マウスと同様の表現型を呈することを検討する。
重症化機構の解析-予備的検討から肺炎球菌感染後期における重症化型マウスの肺内には多くの肺炎球菌が残存していることを確認している。そこでこの時期に焦点を当て、組織学的な解析 (病理像・各種炎症細胞浸潤・急性肺障害因子など) を検討する。さらに ELISA 法によるマルチプレックスアレイにより、各種炎症性サイトカインの発現量の測定を行う。 CXCR2 を介した好中球・マクロファージによる直接的な重症化の原因が認められなかった場合、両細胞が産生するサイトカイン・ケモカインの測定ならびにトランスクリプトーム解析を行い、候補分子・細胞種の存在を検討する。
病原体認識機構の解析-重症化マウスにおいて増加が認められたMHC Class II は抗原提示に直接関わる因子であるため、肺炎球菌の莢膜型の認識や肺炎の重症化に関与する重要な因子となりうる。そこてで野生型、重症化型マウスより抗原提示細胞を回収し、これらの定常状態および抗原添加による活性化状態における CIITA の発現量を qPCR 法、FACS 解析にて検討する。さらに MHC Class II による肺炎球菌の認識能を比較する。 予備検討では、Ciita 以外にも複数の候補遺伝子を選抜している。そこで Ciita の関与が認められない場合には、他の候補遺伝子について検討する。
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