| 研究課題/領域番号 |
16K11446
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| 研究機関 | 徳島大学 |
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研究代表者 |
三宅 洋一郎 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学系), 教授 (80136093)
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| 研究分担者 |
村上 圭史 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学系), 助教 (10335804)
馬渡 一諭 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学系), 講師 (40352372)
弘田 克彦 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(歯学系), 准教授 (60199130)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 難治性感染症 / 緑膿菌 / 抗菌薬 / 抗酸化能 / トランスクリプトーム解析 / メタボローム解析 |
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| 研究実績の概要 |
バイオフィルムは，抗菌薬に対し抵抗性を示すことから，治療が困難となることが知られているものの，そのメカニズムは依然として不明である。また，抗菌薬添加による酸化ストレス反応が，新たな抗菌薬の殺菌メカニズムとして報告されている。近年，解析装置の向上によりメタボローム解析と呼ばれる，細胞の全代謝産物の網羅的な解析手法が注目されている。本研究では，バイオフィルムのモデル微生物である緑膿菌を用いて，バイオフィルムなどの難治性感染症に対する新たな抗菌薬を開発することを目的として，抗菌薬の殺菌メカニズムとしての酸化ストレスに着目し，抗菌薬抵抗性メカニズムを解明し，新たな抗菌薬のターゲットを探索することを目的としている。
本研究では，以下の４つの実験項目に沿って，実験を進めている。
1. 抗菌薬添加によるROS産生の検討，2. 酸化ストレスマーカーによる抗酸化能の解析，3. CE-MSを用いたメタボローム解析，4. マイクロアレイを用いたトランスクリプトーム解析
これまで，緑膿菌標準株PAO1株を用いて，対数増殖期の細菌で，それぞれの実験項目について条件設定を行ってきた。2の項目については，もう少し検討が必要であるが，1については順調に結果が得られている。3, 4についてはサンプル調整などの条件がほぼ整ったので，今後解析を順次実施していく予定である。
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| 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
1. 抗菌薬添加によるROS産生の検討：抗菌薬添加による過酸化水素の産生について，ビアペネム，オフロキサシン，トブラマイシンを用いて検討を行った。抗菌薬添加時の細菌の状態，抗菌薬添加濃度，測定時間の設定など，条件設定にかなりの時間を費やしたが，ビアペネム，オフロキサシンについては抗菌薬添加による過酸化水素の産生が確認された。トブラマイシンについては更なる検討が必要である。
2. 酸化ストレスマーカーによる抗酸化能の解析：SOD, カタラーゼ，NAD, NADHの測定を現在行っているが，安定した実験結果を得るために実験方法を改善している。
3. CE-MSを用いたメタボローム解析：緑膿菌によるCE-MSによるメタボローム解析はまだ実施例がないため，サンプル調整方法を含め予備検討を行っており，安定した結果を得られる条件がほぼ得られている。
4. マイクロアレイを用いたトランスクリプトーム解析：マイクロアレイによる検討を行ってきたが，データの安定性，実験精度などの観点から次世代シークエンスによるRNA-seqの方が優れており，解析コストも下がってきている事から，こちらの方法に切り替えることを検討している。
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| 今後の研究の推進方策 |
（今後の推進方策）
これまでの結果から，抗菌薬の添加により，少なくともビアペネム，オフロキサシンではROSが産生されることが確認された。またRNA-seqによるトランスクリプトーム解析やCE-MSによるメタボローム解析についても，解析の準備はほぼ完了したと考えられ，研究は順調に進展していると考えられる。今後は，実際に抗菌薬を添加した状態で，トランスクリプトーム解析やメタボローム解析を実施する予定である。また，抗菌薬抵抗性の低下した変異株や，臨床分離株などを用いて，同様の解析を実施し，抗菌薬抵抗性と抗酸化能との関連について解析していく予定である。
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