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ナノポアシークエンサーによる血中マイクロバイオーム解析に基づく敗血症診断技術開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K09106
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55050:麻酔科学関連
研究機関関西医科大学

研究代表者

松尾 禎之  関西医科大学, 医学部, 講師 (50447926)

研究分担者 広田 喜一  関西医科大学, 医学部, 研究員 (00283606)
西 憲一郎  関西医科大学, 医学部, 研究員 (50340716)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード細菌 / 真菌 / ナノポアシークエンシング / マイクロバイオーム / 感染 / DNAメタバーコーディング / 血液 / メタゲノム
研究開始時の研究の概要

申請者らが確立したナノポアシークエンシングによる細菌同定法を基盤技術に据え、敗血症の迅速診断法としての有用性を検証する。さらにセルフリーDNAを含む血中マイクロバイオームの解明により、重症度や病態進展リスクの指標としての活用や生体内に潜む感染巣の早期検出による重症化予防など、先制医療への応用を視野に入れた前臨床研究を行う。

研究実績の概要

感染症診断において病原微生物の同定は治療方針の決定や抗菌薬選択に重要な情報をもたらすが、現在の標準的な検査である培養法は迅速性に乏しく、同定精度の点においても限界を有する。培養に依存しない検査法として、検体中に含まれる微生物ゲノムDNAの配列を解読し菌種を同定する方法が開発されている。この塩基配列解析に基づく解析法はDNAメタバーコーディングとも呼ばれ、菌種同定に要する時間を大幅に短縮するとともに、より包括的な微生物プロファイリングを提供することが可能である。本研究では細菌と並んで臨床的に重要な病原微生物である真菌類を標的とし、ナノポアシークエンシング技術を用いたロングリード解析により、高い分類学的解像度を備えた菌種同定ワークフローの確立を試みた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

真菌リボソームRNA遺伝子を標的とし、PCRにより増幅した複数の領域についてアンプリコンシークエンシングを実施し、各領域について同定精度の検証を行った。ロングリード技術を活用した長鎖DNA配列を用いることにより、真菌集団を模した疑似サンプルおよび臨床検体において同定精度の向上が認められ多くの真菌を種レベルで同定することが可能となった。また配列データの品質向上のための解析パイプラインを構築した。

今後の研究の推進方策

本解析技術の有する検出感度や同定精度、敗血症診断ツールとしての有用性について評価を行う。複数サンプルの同時解析によるスループット向上を目的として、プロトコールの改善を図る。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Impact of neoadjuvant therapy on gut microbiome in patients with resectable/borderline resectable pancreatic ductal adenocarcinoma2023

    • 著者名/発表者名
      Takaori Ayaka、Hashimoto Daisuke、Ikeura Tsukasa、Ito Takashi、Nakamaru Koh、Masuda Masataka、Nakayama Shinji、Yamaki So、Yamamoto Tomohisa、Fujimoto Kosuke、Matsuo Yoshiyuki、Akagawa Shohei、Ishida Mitsuaki、Yamaguchi Kiyoshi、Imoto Seiya、Hirota Kiichi、Uematsu Satoshi、Satoi Sohei、Sekimoto Mitsugu、Naganuma Makoto
    • 雑誌名

      Pancreatology

      巻: - 号: 4 ページ: 367-376

    • DOI

      10.1016/j.pan.2023.04.001

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Using nanopore sequencing to identify fungi from clinical samples with high phylogenetic resolution2023

    • 著者名/発表者名
      Ohta Atsufumi、Nishi Kenichiro、Hirota Kiichi、Matsuo Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 9785-9785

    • DOI

      10.1038/s41598-023-37016-0

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Successful identification of Granulicatella adiacens in postoperative acute infectious endophthalmitis using a bacterial 16S ribosomal RNA gene-sequencing platform with MinION?: A case report2022

    • 著者名/発表者名
      Ishino Masato、Omi Masatoshi、Araki-Sasaki Kaoru、Oba Shimpei、Yamada Haruhiko、Matsuo Yoshiyuki、Hirota Kiichi、Takahashi Kanji
    • 雑誌名

      American Journal of Ophthalmology Case Reports

      巻: 26 ページ: 101524-101524

    • DOI

      10.1016/j.ajoc.2022.101524

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 16S rRNA nanopore sequencing for the diagnosis of ocular infection: a feasibility study2022

    • 著者名/発表者名
      Omi Masatoshi、Matsuo Yoshiyuki、Araki-Sasaki Kaoru、Oba Shimpei、Yamada Haruhiko、Hirota Kiichi、Takahashi Kanji
    • 雑誌名

      BMJ Open Ophthalmology

      巻: 7 号: 1 ページ: e000910-e000910

    • DOI

      10.1136/bmjophth-2021-000910

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ロングリードシークエンシング技術を活用した高精度な微生物プロファイリング2023

    • 著者名/発表者名
      松尾 禎之
    • 学会等名
      第28回 日本フードファクター学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ロングリードシークエンシング技術を活用した高精度真菌同定ワークフローの開発2023

    • 著者名/発表者名
      太田 惇文、松尾 禎之
    • 学会等名
      第46回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [図書] Nanopore Sequencing: Methods and Protocols.2023

    • 著者名/発表者名
      Arakawa K. editor
    • 総ページ数
      324
    • 出版者
      Humana, New York, NY
    • ISBN
      9781071629956
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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