トランスポーター制御による細菌恒常性維持機構の解明と新規治療戦略の開発

• 研究課題/領域番号: 26713004
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 生物系薬学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 西野 邦彦 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (30432438)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 23,920千円 (直接経費: 18,400千円、間接経費: 5,520千円); 2015年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円); 2014年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
• キーワード: トランスポーター / 薬剤耐性 / サルモネラ / 大腸菌 / 緑膿菌 / 遺伝子発現制御 / バイオフィルム / 構造生物 / 多剤耐性 / 細菌 / 阻害剤 / 化学療法 / 抗菌薬 / 免疫

研究成果の概要

胆汁酸がRamR/Aの制御系を介して、多剤排出システムacrABとtolC遺伝子の発現を誘導することを明らかにした。多剤排出トランスポーターが、バイオフィルムの形成維持において重要な役割を担っていることを明らかにした。細菌体内で合成された鉄キレーターであるエンテロバクチンを、多剤排出トランスポーターが輸送している事実を突き止めた。メチルグリオキサールの多剤耐性緑膿菌に示す抗菌性や、消毒剤のトリクロ酸耐性における多剤排出トランスポーターの役割について明らかにした。細菌が保持するトランスポーター制御因子による胆汁酸認識機構を構造レベルで明らかにするとともに、トランスポーターの新たな基質を決定した。

研究成果

• [国際共同研究] 香港大学(中国)
• [国際共同研究] マルティン・ルター大学ハレ・ヴィッテンベルク/ハノーファー 獣医科大学(ドイツ)
• [国際共同研究] 国立農学研究所（INRA）(フランス)
• [国際共同研究] ヌエバ・デ・リスボン大学(ポルトガル)
• [国際共同研究] ゲント大学(ベルギー)
• [雑誌論文] Single-cell detection and collection of persister bacteria in a directly accessible femtoliter droplet array (2016)
  • 著者名/発表者名: Iino R, Sakakihara S, Matsumoto Y, Nishino K
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology 巻: 1333 ページ: 101-109
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-2854-5_9
  • ISBN: 9781493928538, 9781493928545
  • 査読あり
• [雑誌論文] A microfluidic channel method for rapid drug-susceptibility testing of Pseudomonas aeruginosa (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Y, Sakakihara S, Grushnikov A, Kikuchi K, Noji H, Yamaguchi A, Iino R, Yagi Y, Nishino K
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 11 号: 2 ページ: 1-17
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0148797
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Phenotype microarray analysis of the drug efflux systems in Salmonella enterica serovar Typhimurium (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki S, Fujioka T, Hayashi K, Yamasaki S, Hayashi-Nishino M, Nishino K
  • 雑誌名: J Infect Chemother 巻: in press 号: 11 ページ: 780-784
  • DOI: 10.1016/j.jiac.2016.03.015
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multidrug efflux pumps contribute to Escherichia coli biofilm maintenance (2015)
  • 著者名/発表者名: Seiji Yamasaki, Li-Yuan Wang, Takahiro Hirata, Mitsuko Hayashi-Nishino, Kunihiko Nishino
  • 雑誌名: International Journal of Antimicrobial Agents 巻: 45 号: 4 ページ: 439-441
  • DOI: 10.1016/j.ijantimicag.2014.12.005
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mechanisms of antibiotic resistance (2015)
  • 著者名/発表者名: Lin J, Nishino K, Roberts MC, Tolmasky M, Aminov RI, Zhang L
  • 雑誌名: Front Microbiol 巻: 6 ページ: 34-34
  • DOI: 10.3389/fmicb.2015.00034
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] AcrB-AcrA Fusion Proteins That Act as Multidrug Efflux Transporters (2015)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Hayashia, Ryosuke Nakashima, Keisuke Sakurai, Kimie Kitagawa, Seiji Yamasaki, Kunihiko Nishino, and Akihito Yamaguchi
  • 雑誌名: Journal of Bacteriology 巻: 198 号: 2 ページ: 332-342
  • DOI: 10.1128/jb.00587-15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 薬剤排出トランスポーターの分子生物学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山崎聖司、西野邦彦
  • 雑誌名: 化学療法の領域 巻: 31 ページ: 433-439
• [雑誌論文] Effect of methylglyoxal on multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa. (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiko Hayashi, Aiko Fukushima, Mitsuko Hayashi-Nishino, and Kunihiko Nishino
  • 雑誌名: frontiers in Microbiology 巻: 5 ページ: 180-180
  • DOI: 10.3389/fmicb.2014.00180
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Salmonella enterica serovar Typhimurium multidrug efflux pumps EmrAB and AcrEF support the major efflux system AcrAB in decreased susceptibility to triclosan (2014)
  • 著者名/発表者名: U. Rensch, K. Nishino, G. Klein and C. Kehrenberg
  • 雑誌名: Int. J. Antimicrob. Agents 巻: 44 ページ: 179-180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bile-mediated activation of the acrAB and tolC multidrug efflux genes occurs mainly through transcriptional derepression of ramA in Salmonella enterica serovar Typhimurium (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Baucheron, K. Nishino, I. Monchaux, S. Canepa, M. C. Maurel, F. Coste, A. Roussel, A. Cloeckaert and E. Giraud
  • 雑誌名: J. Antimicrob. Chemother. 巻: 69 号: 9 ページ: 2400-2406
  • DOI: 10.1093/jac/dku140
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] AcrB, AcrD, and MdtABC multidrug efflux systems are involved in enterobactin export in Escherichia coli (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Horiyama and K. Nishino
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 号: 9 ページ: e108642-e108642
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0108642
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] サルモネラ多剤排出システムAcrAB-TolCの発現制御因子による胆汁酸認識機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山崎優、中島良介、櫻井啓介、Sylvie Baucheron、Etienne Giraud、Benoît Doublet、Axel Cloeckaert、西野邦彦
  • 学会等名: 第89回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター
  • 年月日: 2016-03-23
• [学会発表] 細菌異物排出トランスポーターの機能を探る (2016)
  • 著者名/発表者名: 西野邦彦
  • 学会等名: 第10回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2016-03-05
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of bacterial multidrug exporters (2016)
  • 著者名/発表者名: Kunihiko Nishino
  • 学会等名: JSPS-DAAD Joint Seminar at University of Veterinary Medicine Hannover
  • 発表場所: Hannover, Germany
  • 年月日: 2016-02-23
  • 国際学会
• [学会発表] Regulation and Function of Multidrug Exporters (2016)
  • 著者名/発表者名: Kunihiko Nishino
  • 学会等名: Mini-Symposium,on Synthetic Biology
  • 発表場所: Osaka University, Osaka, Japan
  • 年月日: 2016-01-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Xenobiotic recognition and efflux control by bacterial cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashi-Nishino, Mitsuko; Hayashi, Katsuhiko; Fujioka, Takuma; Takeuchi, Yuna; Yamasaki, Seiji; Yan, Aixin; Nishino, Kunihiko
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] 細菌の多剤排出機構と新規治療戦略 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西野邦彦
  • 学会等名: 大阪薬科大学 公開シンポジウム
  • 発表場所: 大阪薬科大学
  • 年月日: 2015-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] 胆汁酸によるサルモネラ異物排出システムAcrAB-TolCの発現制御機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山崎優、中島良介、櫻井啓介、Sylvie Baucheron、Etienne Giraud、Benoît Doublet、Axel Cloeckaert、西野邦彦
  • 学会等名: 第68 回日本細菌学会関西支部総会
  • 発表場所: 京都薬科大学
  • 年月日: 2015-11-28
• [学会発表] 複雑系生命の統合理解を目指して (2015)
  • 著者名/発表者名: 西野邦彦
  • 学会等名: 大阪大学 産業科学研究所 第７１回 学術講演会
  • 発表場所: 大阪大学、大阪
  • 年月日: 2015-11-24
  • 招待講演
• [学会発表] 細菌の排出系膜輸送体 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山崎聖司、松本佳巳、林克彦、櫻井啓介、中島良介、西野美都子、西野邦彦
  • 学会等名: 2015アライアンスG3分科会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-11-12
• [学会発表] 細菌の抗菌薬排出機構と阻害剤の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西野邦彦
  • 学会等名: 第64回日本感染症学会東日本地方会学術集会 第62回日本化学療法学会東日本支部総会合同学会
  • 発表場所: ロイトン札幌
  • 年月日: 2015-10-23
  • 招待講演
• [学会発表] Crystal structure of multidrug resistance regulator RamR complexed with bile acids (2015)
  • 著者名/発表者名: Suguru Yamasaki, Ryosuke Nakashima, Keisuke Sakurai, Sylvie Baucheron, Etienne Giraud, Benoît Doublet, Axel Cloeckaert, and Kunihiko Nishino
  • 学会等名: ARAE2015
  • 発表場所: Vinci International Convention Centre, France
  • 年月日: 2015-06-29
  • 国際学会
• [学会発表] 排出系膜輸送体の機能と制御ー生命活動維持における捨てることの重要性ー (2015)
  • 著者名/発表者名: 西野邦彦
  • 学会等名: ２０１５年度 産業科学研究所 講演会
  • 発表場所: 大阪大学、大阪
  • 年月日: 2015-05-21
  • 招待講演
• [学会発表] サルモネラ薬剤自然抵抗性における薬剤排出ポンプとLPSの関係 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山崎聖司、西野美都子、西野邦彦
  • 学会等名: 第88回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] 新しいマイクロデバイスと顕微鏡を用いる迅速感受性測定法による腸内細菌科のESBL産生株の検出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松本佳巳、山口明人、西野邦彦
  • 学会等名: 第88回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] グラム陰性菌の異物認識と排出機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西野邦彦
  • 学会等名: 第49回緑膿菌感染症研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-02-06
  • 招待講演
• [学会発表] 新しいマイクロデバイスと顕微鏡を用いた迅速ESBL検出法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 松本佳巳（榊原昇一、西野邦彦、飯野亮太、野地博行、山口明人）
  • 学会等名: 臨床微生物学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-01-31 – 2015-02-01
• [学会発表] トランスポーターの薬剤認識機構と制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西野邦彦
  • 学会等名: 第5回「産と学をつなぐSENRIの会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-01-22
  • 招待講演
• [学会発表] Rapid Detection of ESBL in Enterobacteriaceae --- Application of the New Rapid Drug-Susceptibility Testing Method via Microscopy Using a Novel Microfluidic Device --- (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsumoto, S. Sakakihara, R. Iino, A. Yan, A. Yamaguchi, K. Nishino
  • 学会等名: The 18th SANKEN International Symposium / The 3rd International Symposium of Nano-Macro Materials, Devices, and System Research Alliance Project
  • 発表場所: Osaka, Japan
  • 年月日: 2014-12-10 – 2014-12-11
• [学会発表] トランスポーター制御による細菌恒常性維持機構の解明と新規治療戦略の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西野邦彦 、Aixin Yan、林克彦、山崎聖司、福島愛子、松本佳巳、西野美都子、Danny KC Fung, Ma Yongzheng, Sun Jingjing, Gao Xiang, Kai Yong, Deng Ziqing
  • 学会等名: 大阪大学国際共同研究促進プログラム報告会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-12-09
• [学会発表] 膜輸送体のシステムバイオロジー (2014)
  • 著者名/発表者名: 山崎聖司、林克彦、福島愛子、西野美都子、松本佳巳、西野邦彦
  • 学会等名: 附置研究所間アライアンスによるナノとマクロをつなぐ物質･デバイス･システム創成戦略プロジェクト医療材料･デバイス･システムグループG3分科会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-11-21 – 2014-11-22
• [学会発表] 顕微鏡を用いた簡易迅速感受性測定法によるESBL産生菌の検出法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松本佳巳、西野邦彦（非会員共同研究者：榊原昇一、飯野亮太、Aixin Yan）
  • 学会等名: 第62回日本化学療法学会西日本支部総会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2014-10-31 – 2014-11-01
• [学会発表] マイクロデバイスと顕微鏡を用いた簡易迅速感受性測定法を用いたESBL測定法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松本佳巳、榊原昇一、飯野亮太、野地博行、Aixin Yan、山口明人、西野邦彦
  • 学会等名: 第43回薬剤耐性菌研究会
  • 発表場所: 加賀
  • 年月日: 2014-10-31 – 2014-11-01
• [学会発表] Regulation and Physiological Function of Bacterial Multidrug Efflux Pumps (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Nishino
  • 学会等名: The 52nd Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
  • 発表場所: Sapporo, Japan
  • 年月日: 2014-09-26
  • 招待講演
• [学会発表] Rapid Detection of ESBL Producing Strains by the New Rapid Susceptibility Testing Method via Microscopy Using a Novel Microfluidic Device (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Matsumoto, S. Sakakihara, R. Iino, A. Yan, K. Nishino
  • 学会等名: ICAAC2014
  • 発表場所: Washington DC, USA
  • 年月日: 2014-09-05 – 2014-09-09
• [学会発表] Structural basis for the inhibition of bacterial multidrug efflux pumps (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Nishino
  • 学会等名: ISIR and INRA International Joint Symposium
  • 発表場所: Nouzilly, France
  • 年月日: 2014-07-28
• [学会発表] 大腸菌多剤排出トランスポーター AcrAB の機能複合体の構成比 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林 克彦、中島 良介、山崎 聖司、櫻井 啓介、北川 公惠、西野 邦彦、山口 明人
  • 学会等名: 第14回日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
• [学会発表] 顕微鏡を用いた簡易迅速MIC測定法による緑膿菌の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松本佳巳、西野邦彦（非会員共同研究者：榊原昇一、飯野亮太、野地博行、山口明人、Aixin Yan）
  • 学会等名: 第62回日本化学療法学会総会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-06-18 – 2014-06-20
• [学会発表] Acinetobacter baumanniiのレボフロキサシン高度耐性獲得機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 住本千明、酒寄夏希、西野邦彦、山田作夫、賀来満夫、山岸純一
  • 学会等名: 第62回日本化学療法学会総会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-06-18 – 2014-06-20
• [学会発表] 無核細胞検出系を用いた生薬由来DNAジャイレース阻害化合物の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山岸純一、徳永亮、川井眞好、西野邦彦、山田作夫、賀来満夫
  • 学会等名: 第62回日本化学療法学会総会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2014-06-18 – 2014-06-20
• [学会発表] 膜輸送体制御因子による抗菌性物質認識機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Yamasaki, E. Nikaido, R. Nakashima, K. Sakurai, D. Fujiwara, I. Fujii and K. Nishino
  • 学会等名: 附置研究所間アライアンスによるナノとマクロをつなぐ物質･デバイス･システム創成戦略プロジェクト平成25年度成果報告会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-05-30
• [学会発表] 細菌の膜輸送体 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西野邦彦
  • 学会等名: いちょう祭大阪大学産業科学研究所一般公開
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-05-02 – 2014-05-03
• [備考] 大阪大学産業科学研究所 生体分子制御科学研究分野（西野研）
  • URL: http://www.sanken.osaka-u.ac.jp/organization/thi/thi_06/
• [産業財産権] 細菌の有害性低減物質のスクリーニング方法 (2016)
  • 発明者名: 西野邦彦、山崎聖司、中島良介、櫻井啓介、藤岡拓真
  • 権利者名: 国立大学法人大阪大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016-02-18