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2015 年度 実施状況報告書

唾液を用いた胃・腸管感染症リスク診断応用への可能性の探索

研究課題

研究課題/領域番号 15K11426
研究機関杏林大学

研究代表者

米澤 英雄  杏林大学, 医学部, 講師 (60453528)

研究分担者 茂木 瑞穂  東京医科歯科大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (60422474)
大石 敦之  東京医科歯科大学, 歯学部附属病院, 医員 (50645166)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード口腔内細菌叢
研究実績の概要

消化管開口部である口腔は、腸管に次いで多くの細菌が常在する組織である。こうした細菌は絶えず唾液と共に消化管へと流出している。口腔細菌、特にう蝕原因細菌であるStreptococcus mutantは強い抗菌活性を持つ抗菌物質、バクテリオシンを産生することが報告されている。本研究は唾液中に含まれる細菌やバクテリオシンが、胃・腸管感染症を起こす細菌にどのような影響を与えているかについて解明する。さらに口腔内細菌の特徴である凝集性、特に他細菌との共凝集による胃・腸管感染症原因細菌への影響についても検討する。
S. mutansの代表的なバクテリオシンであるMutacinおよびSmbは、腸管感染症原因菌であるClostridium difficile、Clostridium perfringensおよびメチシリン耐性黄色ブドウ球(MRSA)に対して抗菌活性を示すことを明らかとした。特にMutacinI産生S. mutansは上記細菌の臨床分離株全てに抗菌活性を示した。
Helicobacter pyloriは、ヒト胃内に感染する細菌である。本細菌の付着に関する検討において、外膜タンパク質であるAlpABに着目した。AlpABを欠失した変異株は、バイオフィルム形成能が消失し、ヒト胃細胞であるAGS細胞への付着能も著しく減少した。AlpABは全てのH. pyloriが保有し、その遺伝子配列のほとんどは保存されているものの、AlpBアミノ酸121-146領域においては、これまで遺伝子配列が明らかとなっているH. pylori全てにおいて一致しない。そこで本領域を置き換えた組換え変異体を作成し、その細胞付着能を調べたところ、付着能に多様性が認められた。以上の結果より、H. pyloriの外膜タンパク質であるAlpABの多様性領域は、ヒト細胞への付着性に寄与していることが明らかとなった。

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

S mutansが産生するバクテリオシンSmbおよびMutacinIが腸管感染症原因菌であるC. diffcile、C. perfringensおよびMRSAに抗菌性を示すかについて、C. diffcileはリファレンス株2株および臨床分離株14株、C. perfringensはリファレンス株5株、MRSAは臨床分離株10株を用いて検討した。Smbは、C. diffcileリファレンス株2株および臨床分離株11株(13/16)、C. perfringensは5株(5/5)に抗菌性を示し、MRSAには抗菌活性は認められなかった(0/10)。Smb非産生変異株を使用した抗菌活性試験では、これらの細菌に対する抗菌活性が消失したことから、Smbは多くのC. diffcileおよびC. perfringensに抗菌活性を認めることが明らかとなった。一方でMutacinIは全てのC. diffcile、C. perfringensおよびMRSAに抗菌性を示すことが明らかとなった。
H. pyloriの定着に関与する膜貫通型外膜タンパク質AlpBの、株間による一部の遺伝子配列の違いが及ぼす細胞付着能への影響について解析を行った。日本人胃十二指腸潰瘍患者由来臨床分離株であるTK1402は非常に強い細胞付着能を有し、TK1402株のalpBをリファレンス株である26695、NCTC11638、臨床分離株であるTK1029、TK1049やKR2003といった株のalpBに置き換えると、細胞付着能は減少した。AlpBの一部領域の遺伝子配列の違いが細胞付着能に与える影響は、アミノ酸配列の違いにより疎水度が異なることからAlpBの構造に変化が起き、その結果細胞付着能に影響を及ぼすことが示唆された。

今後の研究の推進方策

MtacinIがC. diffcile、C. perfringensおよびMRSAへ実際に抗菌活性を示すかを明らかとするために、MtacinI欠失変異株の作成を行い、その抗菌活性の有無で判定する。さらにS. mutansに限らず、これまで報告されている口腔内細菌が産生する全てのバクテリオシンについても検討を行う。東京医科歯科大学の倫理委員会審査が終了し、患者検体の採取が可能となったことで、5歳前後の患者の唾液および便サンプルの採取を行い、バクテリオシン産生および非産生に群分けを行い、それぞれの腸管感染症原因細菌の存在や比率についての解析を行う。またこれら群間における、唾液および糞便中細菌叢の検討を行う。
H. pyloriの定着に関与するAlpABの解析は、その構造変異が何故細胞付着能に影響を及ぼすのかの解析を行う。AlpB多様性領域の疎水度による構造の変化に着目し、貫通領域の決定および変異による構造変化について検討を行う。また口腔内細菌が、H. pylori AlpABに及ぼす影響について検討を行う。口腔内細菌とH. pylori の凝集性に着目し、共凝集がおよぼすH. pylori への影響を、AlpABを中心として解析を行う。また口腔内細菌が産生するプロテアーゼがAlpABへ及ぼす影響についても検討を行う。

次年度使用額が生じた理由

研究結果のまとめの論文を現在投稿中であり、その際の論文校閲料金が3月末に請求があり、その料金が本年度に計上できなかったため、繰り越しとなった。また消耗品購入など、教室所有の物品が使用できたため、繰り越しとなった。

次年度使用額の使用計画

繰り越しの一部は論文校閲料金としてすでに支払い請求をしている。残りは消耗品購入に充てる。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Biofilm Formation by Helicobacter pylori and Its Involvement for Antibiotic Resistance.2015

    • 著者名/発表者名
      Yonezawa H, Osaki T, Kamiya S.
    • 雑誌名

      BioMed Research International

      巻: 2015 ページ: 914791

    • DOI

      10.1155/2015/914791.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Low Prevalence and Incidence of Helicobacter pylori Infection in Children: A Population-Based Study in Japan.2015

    • 著者名/発表者名
      Okuda M, Osaki T, Lin Y, Yonezawa H, Maekawa K, Kamiya S, Fukuda Y, Kikuchi S.
    • 雑誌名

      Helicobacter

      巻: 20 ページ: 133-138

    • DOI

      10.1111/hel.12184.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microevolution of Virulence-Related Genes in Helicobacter pylori Familial Infection.2015

    • 著者名/発表者名
      Furuta Y, Konno M, Osaki T, Yonezawa H, Ishige T, Imai M, Shiwa Y, Shibata-Hatta M, Kanesaki Y, Yoshikawa H, Kamiya S, Kobayashi I.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 15 ページ: e0127197

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0127197.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Glutamate Limitation, BvgAS Activation and (p)ppGpp Regulate the Expression of the Bordetella pertussis Type 3 Secretion System.2015

    • 著者名/発表者名
      Hanawa T, Kamachi K, Yonezawa H, Fukutomi T, Kawakami H, Kamiya S.
    • 雑誌名

      Journal of Bacterilogy

      巻: 198 ページ: 343-351

    • DOI

      10.1128/JB.00596-15.

    • 査読あり
  • [学会発表] Helicobacter pyloriが産生するouter membrane vesicleの役割2016

    • 著者名/発表者名
      米澤英雄、大崎敬子、花輪智子、蔵田訓、神谷茂
    • 学会等名
      第89回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-03-23 – 2016-03-25
    • 招待講演
  • [学会発表] Involvement of AlpB as a key role in in biofilm formation of Helicobacter pylori2015

    • 著者名/発表者名
      Hideo Yonezawa, Takako Osaki, Shigeru Kamiya
    • 学会等名
      CHRO2015
    • 発表場所
      Rotorua, New Zealand
    • 年月日
      2015-11-01 – 2015-11-05
  • [学会発表] Helicobacter pylori外膜タンパク質AlpABの多様性がバイオフィルム形成に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      米澤英雄、大﨑敬子、北条史、花輪智子、蔵田訓、Zaman Cynthia、神谷茂
    • 学会等名
      第98回日本細菌学会関東支部総会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-10-29 – 2015-10-30
  • [学会発表] Helicobacter pylori バイオフィルム形成は抗菌薬抵抗性を亢進する2015

    • 著者名/発表者名
      米澤英雄、大﨑敬子、蔵田訓、神谷茂
    • 学会等名
      第64回日本感染症学会東日本地方会総会学術集会
    • 発表場所
      北海道
    • 年月日
      2015-10-21 – 2015-10-23
  • [学会発表] Helicobacter pylori外膜タンパク質AlpBの多様性とバイオフィルム形成2015

    • 著者名/発表者名
      米澤英雄、大﨑敬子、花輪智子、蔵田訓、神谷茂
    • 学会等名
      第29回日本バイオフィルム学会学術集会
    • 発表場所
      愛知
    • 年月日
      2015-07-10 – 2015-07-11
  • [学会発表] AlpBのHelicobacter pyloriTK1402株バイオフィルム形成への関与2015

    • 著者名/発表者名
      米澤英雄、大崎敬子、北条史、Zaman Cynthia、神谷茂
    • 学会等名
      第21回日本ヘリコバクター学会学術集会
    • 発表場所
      兵庫
    • 年月日
      2015-06-26 – 2015-06-27
    • 招待講演
  • [備考] 杏林大学医学部教室紹介感染症学教室

    • URL

      http://www.kyorin-u.ac.jp/univ/faculty/medicine/education/labo/infection/

URL: 

公開日: 2017-01-06  

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