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呼吸器ウイルスに増強される細菌感染の分子機序の解析と標的細胞の同定

研究課題

研究課題/領域番号 22K17354
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分58020:衛生学および公衆衛生学分野関連:実験系を含む
研究機関北里大学

研究代表者

前花 祥太郎  北里大学, 医療衛生学部, 講師 (40803177)

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
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード呼吸器ウイルス / 薬剤耐性 / 混合感染 / iPS細胞 / シングルセル解析 / 薬剤耐性菌
研究開始時の研究の概要

抗微生物薬耐性は全世界で増加の一途を辿っており、基礎疾患を持つ患者や急性ウイルス感染症後の免疫が低下した易感染性宿主の抗菌薬治療に大きく影響を与え、病状を長引かせ、医療全体を逼迫させている。インフルエンザウイルスやRSウイルス感染症において細菌感染症の併発により病態を著しく悪化させるとは知られているが、新型コロナウイルス感染症では原因菌が特定される前に広域スペクトルの抗菌薬投与が開始されることもあり、混合感染の研究が進んでいない。本申請では、新型コロナウイルス感染に併発する薬剤耐性菌の混合感染のメカニズムを、ヒトiPS細胞由来気道上皮細胞およびヒトiPS細胞由来肺胞上皮細胞を用いて解析する。

研究実績の概要

全世界で増加の一途を辿って抗微生物薬耐性(Antimicrobial resistance)は、基礎疾患を持つ患者や急性ウイルス感染症後の免疫が低下した易感染性宿主の抗菌薬治療に大きく影響を与え、病状を長引かせ、医療全体を逼迫させている。ウイルス性呼吸器感染症が予後不良となる転機は、混合性あるいは続発性に生じる細菌感染症にあり、特に薬剤耐性菌による感染症は治療薬の選択肢が限られる。
インフルエンザウイルスやRSウイルス感染症において細菌感染症の併発により病態を著しく悪化させるとは知られているが、新型コロナウイルス感染症では原因菌が特定される前に広域スペクトルの抗菌薬投与が開始されることもあり、混合感染の研究が進んでいない。本申請では、新型コロナウイルス感染に併発する薬剤耐性菌の混合感染のメカニズムを、肺由来株化細胞に並びにヒトiPS細胞由来気道上皮細胞などを用いて解析する。
2023年度は当研究室で集積している耐性菌による培養細胞への定着実験を実施してきた。耐性菌の集積は腸内細菌目細菌である肺炎桿菌や大腸菌、緑膿菌等が検出されており、入院治療で第一選択薬となる高域β-ラクタム契約に耐性を示す細菌が順調に分離され、保存している。緑膿菌を中心に線維芽細胞ならびにヒト肺由来細胞A549において実施したものの、菌株数が少ないことに加え、定着性を示す菌株が想定よりも抽出できておらず、先の解析は進んでいない。

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

呼吸器細胞へ定着性を示す耐性菌の抽出が想定よりも少ないため。

今後の研究の推進方策

1) 肺炎桿菌など腸内細菌目細菌などの薬剤耐性菌における細胞への付着性の確認
2) インフルエンザウイルスとの共感染での影響

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

    (28件)

すべて 2024 2023 2022

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 (26件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] ACE2 knockout hinders SARS-CoV-2 propagation in iPS cell-derived airway and alveolar epithelial cells2023

    • 著者名/発表者名
      Niwa Ryo、Sakai Kouji、Lung Mandy Siu Yu、Matsumoto Tomoko、Mikawa Ryuta、Maehana Shotaro、Suzuki Masato、Yamamoto Yuki、Maurissen Thomas L.、Hirabayashi Ai、Noda Takeshi、Kubo Makoto、Gotoh Shimpei、Woltjen Knut
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 11 ページ: 1290876-1290876

    • DOI

      10.3389/fcell.2023.1290876

    • 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] iPSC-derived mesenchymal cells that support alveolar organoid development2022

    • 著者名/発表者名
      Tamai Koji、Sakai Kouji、Yamaki Haruka、Moriguchi Keita、Igura Koichi、Maehana Shotaro、Suezawa Takahiro、Takehara Kazuaki、Hagiwara Masatoshi、Hirai Toyohiro、Gotoh Shimpei
    • 雑誌名

      Cell Reports Methods

      巻: 2 号: 10 ページ: 100314-100314

    • DOI

      10.1016/j.crmeth.2022.100314

    • 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] 病院排水および下水処理場サンプルにおけるカルバペネム・チゲサイクリン両剤耐性の実態解明2024

    • 著者名/発表者名
      石村菜穂子、伊澤紘輝、小山真子、江田諒太郎、Amarasiri Mohan、古川隼士、清和成、鈴木仁人、久保誠、前花祥太郎
    • 学会等名
      第58回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 2023年度に病院排水より分離された広域β-ラクタム系薬耐性菌の存在実態と耐性遺伝子解析2024

    • 著者名/発表者名
      小山真子、石村菜穂子、伊澤紘輝、江田諒太郎、Amarasiri Mohan、古川隼士、清和成、鈴木仁人、久保誠、前花祥太郎
    • 学会等名
      第58回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 神奈川県下の2ヶ所の下水処理場における下水処理前後の薬剤耐性菌と耐性遺伝子の比較調査2024

    • 著者名/発表者名
      金刺未来、Mohan Amarasiri、前花祥太郎、古川隼士、清和成
    • 学会等名
      第58回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] intI1遺伝子を指標とした都市下水および病院排水中における薬剤耐性遺伝子の存在実態推定2024

    • 著者名/発表者名
      三澤香穂、山本智也、Mohan Amarasiri、古川隼士、前花祥太郎、佐野大輔、清和成
    • 学会等名
      第58回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] intI1遺伝子を指標とした下水処理場での薬剤耐性遺伝子削減効果の評価2023

    • 著者名/発表者名
      三澤香穂、山本智也、Mohan Amarasiri、古川隼士、前花祥太郎、清和成、佐野大輔
    • 学会等名
      日本水処理生物学会第59回大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 神奈川県下の2ヶ所の下水処理場における 流入水および放流水中の薬剤耐性菌と耐性遺伝子の特徴2023

    • 著者名/発表者名
      金刺未来、Mohan Amarasiri、古川隼士、前花祥太郎、清和成
    • 学会等名
      日本水処理生物学会第59回大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Surveillance of Antibiotic Resistant Bacteria and Their Resistance Genes in the Wastewater Treatment Plants in Kanagawa, Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Miku KANAZASHI, Mohan AMARASIRI, Shotaro MAEHANA, Takashi FURUKAWA, Kazunari SEI
    • 学会等名
      IWA Aspire Conference & Exhibition 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心筋細胞を用いたコクサッキーウイルスB群の研究基盤の構築2023

    • 著者名/発表者名
      福住悠太朗、前花祥太郎、西川美里、茂木祐李香、久保誠、吉田善紀、酒井宏治
    • 学会等名
      第70回 日本ウイルス学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] SARS-CoV-2感染はK18-hACE2 Tgマウスの腹側被蓋野におけるTPH2陽性神経細胞死を誘導する2023

    • 著者名/発表者名
      久保誠、今井基貴、川上文貴、植松崇之、松本俊英、川島麗、黒崎祥史、前花祥太郎、長塩亮、花木秀明、北里英郎
    • 学会等名
      第70回 日本ウイルス学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] iPS細胞由来心筋細胞とシングルセル解析を用いたSARS-CoV-2の病原性発現機序の研究2023

    • 著者名/発表者名
      酒井宏治, 畑玲央、前花祥太郎、丹羽諒、西川美里、福住悠太朗、茂木祐李香、久保誠、後藤慎平、Kunut Woltjen 、吉田善紀
    • 学会等名
      第70回 日本ウイルス学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 医療排水より検出されたメロペネム・チゲサイクリン両剤耐性菌の薬剤耐性の解析2023

    • 著者名/発表者名
      石村菜穂子、江田諒太郎、伊澤紘輝、小山真子、鈴木仁人、小島史章、久保誠、前花祥太郎
    • 学会等名
      第17回日本臨床検査学教育学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞由来心筋細胞を用いたコクサッキーウイルスB群の研究基盤構築とRemdesivirによるウイルス特異的抑制の検証2023

    • 著者名/発表者名
      福住悠太朗、前花祥太郎、西川美里、茂木祐李香、久保誠、吉田善紀、酒井宏治
    • 学会等名
      第17回日本臨床検査学教育学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 2022年度における医療排水および下水処理場から検出される広域β-ラクタム耐性菌の実態2023

    • 著者名/発表者名
      小山真子、石村菜穂子、江田諒太郎、伊澤紘輝、小島史章、久保誠、前花祥太郎
    • 学会等名
      第17回日本臨床検査学教育学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Temporal dynamics of class 1 integrons in hospital wastewater2023

    • 著者名/発表者名
      Mohan Amarasiri, Tomoya Yamamoto, Shotaro Maehana, Takashi Furukawa, Daisuke Sano, Kazunari Sei
    • 学会等名
      21st International Symposium on Health-Related Water Microbiology
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 病院排水より検出された新規可動性RND型排出ポンプ遺伝子クラスターtmexC3D2-toprJ1bの機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      伊澤紘輝、江田諒太郎、久保誠、鈴木仁人 、前花祥太郎
    • 学会等名
      第71回日本化学療法学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 神奈川県下の2ヶ所の下水処理場における流入水および放流水中の薬剤耐性菌と耐性遺伝子の存在実態調査2023

    • 著者名/発表者名
      金刺未来、Mohan Amarasiri、前花祥太郎、古川隼士、清和成
    • 学会等名
      第57回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 病院排水中における薬剤耐性遺伝子の水平伝播に影響を及ぼすインテグロン動態の解明2023

    • 著者名/発表者名
      山本智也、Mohan Amarasiri、古川隼士、前花祥太郎、清和成
    • 学会等名
      第57回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] TMPRSS2遺伝子欠損マウスを用いたインフルエンザウイルス連続継代に伴うウイルス変異の経時的な解析2022

    • 著者名/発表者名
      茂木祐李香、前花祥太郎、永田直也、網康至、竹原一明、北里英郎、酒井宏治
    • 学会等名
      第69回日本実験動物学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] TMPRSS2遺伝子欠損マウス連続継代による季節性インフルエンザウイルスのHA変異とウイルス学的性状変化2022

    • 著者名/発表者名
      茂木祐李香、前花祥太郎、福住悠太朗、永田直也、網康至、竹原一明、北里英郎、酒井宏治
    • 学会等名
      第16回日本臨床検査学教育学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ウイルス性心筋炎の病原性発現機序解明のための研究基盤構築の試み2022

    • 著者名/発表者名
      福住悠太朗、前花祥太郎、西川美里、茂木祐李香、北里英郎、吉田善紀、酒井宏治
    • 学会等名
      第16回日本臨床検査学教育学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 関東の臨床および病院排水から得られたIMP-1産生Enterobacter属の比較解析2022

    • 著者名/発表者名
      石村菜穂子,江田諒太郎,鈴木仁人、小島史章、北里英郎、前花祥太郎
    • 学会等名
      第16回日本臨床検査学教育学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] TMPRSS2遺伝子欠損マウス連続継代による季節性インフルエンザウイルスの経時的なウイルス変異解析2022

    • 著者名/発表者名
      茂木祐李香、前花祥太郎、福住悠太朗、永田直也、網康至、竹原一明、北里英郎、酒井宏治
    • 学会等名
      第69回日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 肺胞オルガノイドを分化誘導可能なヒトiPS細胞由来間葉細胞の開発と感染症モデルへの応用2022

    • 著者名/発表者名
      玉井浩二、酒井宏治、山城春華、森口啓太、伊倉宏、前花祥太郎、末澤隆浩、竹原一明、萩原正敏、平井豊博 、後藤慎平
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 病院排水より検出された新規可動性RND型排出ポンプ遺伝子クラスターtmexC3D2-topJ1b2022

    • 著者名/発表者名
      伊澤紘輝、江田諒太郎、新井田凪、北里英郎、鈴木仁人 、前花祥太郎
    • 学会等名
      第34回日本臨床微生物学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 病院排水より分離された広域β-ラクタムおよびチゲサイクリン耐性菌の存在実態と耐性遺伝子解析2022

    • 著者名/発表者名
      石村菜穂子、江田諒太郎、伊澤紘輝、Amarasiri Mohan、古川隼士、清和成、久保誠、前花祥太郎
    • 学会等名
      第57回日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ACE2 knockout hinders SARS-CoV-2 propagation in iPSCs-derived airway and alveolar eputhelial cells2022

    • 著者名/発表者名
      Ryo Niwa, Kouji Sakai, Mandy Lung, Tomoko Matsumoto, Ryuta Mikawa, Senye Takahashi, Yuki Yamamoto, Jun Kanamune, Yurika Moteki, Oceguera-Yanez Jose-Fabian, Thomas L. Maurissen, Shotaro Maehana, Kazuaki Takehara, Shimpei Gotoh, Knut Woltjen
    • 学会等名
      日本ゲノム編集学会第7回大会
    • 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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