クロストリジウム・ディフィシル（CD）の環境適応機構の解明

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K08822
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 齋藤 良一 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (00581969)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: クロストリジウム・ディフィシル / デオキシコール酸 / 緊縮応答 / トランスクリプトーム解析

研究実績の概要

クロストリジウム・ディフィシル（CD）腸管内生活環には胆汁酸が重要な役割を果たすが、CD感染症の発症に関与する毒素産生に対する影響などは依然として不明である。本研究ではCDI発症機構の包括的理解を目指し、デオキシコール酸（DCA）に対する本菌の代謝調節機構の解析を試みる。昨年度までに、細菌学的解析やトランスクリプトーム解析により、DCAがCDの増殖、毒素産生及び芽胞形成を抑制することを示した。それらの結果がCD遺伝子型で異なる可能性があるため、今年度は前年度の使用菌株と遺伝学的に異なる株を用いてトランスクリプトーム解析を実施した。今回使用した菌株では、前年度までの使用菌株と比してDCA特異的に変動する遺伝子群は減少したが、DCAは貧栄養下で糖やアミノ酸代謝に関わる遺伝子群の発現を促進したのに対し、芽胞形成や膜輸送に関わる遺伝子群の発現を抑制することを見出した。加えて、両株に共通して芽胞殻の構築に関わる遺伝子の発現が抑制したことから、DCAは芽胞殻構成タンパク質群の機能抑制をとおして、芽胞の成熟過程を阻害することが示唆された。一方、トランスクリプトーム解析結果から、細菌の緊縮応答に関わるRelAが胆汁酸の影響を受けることが示唆されたため、その遺伝子破壊株の作製を試みた。CDでの発現に最適化したCas9やrelA遺伝子を標的とするguide RNA、相同組換え修復用の遺伝子等を組み込んだゲノム編集用CD-大腸菌ベクターを構築し、それらを大腸菌からCDへ導入する方法を確立した。しかし、relA遺伝子破壊株が得られないことから、今後、新たな部位を標的としたguide RNAを用いてベクターを再構築し、relA遺伝子破壊株を作製する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Epidemiology and virulence-associated genes of Clostridioides difficile isolates and factors associated with toxin EIA results at a university hospital in Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Okada Yuta、Yagihara Yuka、Wakabayashi Yoshitaka、Igawa Gene、Saito Ryoichi、Higurashi Yoshimi、Ikeda Mahoko、Tatsuno Keita、Okugawa Shu、Moriya Kyoji
  • 雑誌名: Access Microbiology 巻: 2 ページ: －
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1099/acmi.0.000086
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Long-term observation of antimicrobial susceptibility and molecular characterisation of Campylobacter jejuni isolated in a Japanese general hospital 2000?2017 (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamada Kageto、Saito Ryoichi、Muto Saori、Sasaki Masakazu、Murakami Hinako、Aoki Kotaro、Ishii Yoshikazu、Tateda Kazuhiro
  • 雑誌名: Journal of Global Antimicrobial Resistance 巻: 18 ページ: 59～63
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.jgar.2019.02.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Infective endocarditis caused by Cardiobacterium valvarum (2019)
  • 著者名/発表者名: Washio Yohei、Sakamoto Shun-ichiro、Saito Ryoichi、Nei Takahito、Morishima Masayo、Shinoyama Akihiro、Tashiro Ayaka、Sugimoto Ryoji
  • 雑誌名: Access Microbiology 巻: 1 ページ: －
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1099/acmi.0.000040
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Whole-genome analysis of EC129, an NDM-5-, CTX-M-14-, OXA-10- and MCR-1-co-producing Escherichia coli ST167 strain isolated from Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Nukui Yoko、Ayibieke Alafate、Taniguchi Makoto、Aiso Yoshibumi、Shibuya Yuka、Sonobe Kazunari、Nakajima Jun、Kanehira Saki、Hadano Yoshiro、Tohda Shuji、Koike Ryuji、Saito Ryoichi
  • 雑誌名: Journal of Global Antimicrobial Resistance 巻: 18 ページ: 148～150
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.jgar.2019.07.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene Composition as a Potential Barrier to Large Recombinations in the Bacterial Pathogen Klebsiella pneumoniae (2019)
  • 著者名/発表者名: Comandatore Francesco、Sassera Davide、Bayliss Sion C、Scaltriti Erika、Gaiarsa Stefano、Cao Xiaoli、Gales Ana C、Saito Ryoichi、Pongolini Stefano、Brisse Sylvain、Feil Edward J、Bandi Claudio
  • 雑誌名: Genome Biology and Evolution 巻: 11 ページ: 3240～3251
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1093/gbe/evz236
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular epidemiologic and clinical analysis of Helicobacter cinaedi bacteremia in Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Nukui Yoko、Chino Takashi、Tani Chihiro、Sonobe Kazunari、Aiso Yoshibumi、Tohda Shuji、Koike Ryuji、Saito Ryoichi
  • 雑誌名: Helicobacter 巻: 25 ページ: －
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1111/hel.12675
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hypervirulent clade 2, ribotype 019/sequence type 67 Clostridioides difficile strain from Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Saito Ryoichi、Usui Yukino、Ayibieke Alafate、Nakajima Jun、Prah Isaac、Sonobe Kazunari、Aiso Yoshibumi、Ito Shiori、Itsui Yasuhiro、Hadano Yoshiro、Nukui Yoko、Koike Ryuji、Tohda Shuji
  • 雑誌名: Gut Pathogens 巻: 11 ページ: －
  • DOI: http://dx.doi.org/10.1186/s13099-019-0336-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Virulence Profile of Diarrhegenic E. coli from the Western region of Ghana (2020)
  • 著者名/発表者名: Isaac Prah, Alafate Ayibieke, Atsushi Iguchi Samiratu Mahazu, Wakana Sato, Toshihiko Suzuki, Shoji Yamaoka, Shiroh Iwanaga, Anthony Ablordey, Ryoichi Saito
  • 学会等名: 第93回日本細菌学会総会
• [学会発表] Epidemiological characteristics of bloodstream S. epidermidis isolates from two hospitals in Tokyo (2020)
  • 著者名/発表者名: Alafate Ayibieke, Kageto Yamada, Yoshibumi Aiso, Yoshiro Hadano, Yoko Nukui, Ryuji Koike, Shuji Tohda, Ryoichi Saito
  • 学会等名: 第93回日本細菌学会総会
• [学会発表] 本邦初のNDM-5メタロ-β-ラクターマーゼ産生大腸菌ST167による感染事例 (2019)
  • 著者名/発表者名: 貫井陽子, 羽田野義郎, 齋藤良一, 相曽啓史, 東田修二, 小池竜司
  • 学会等名: 第93回日本感染症学会学術講演会
• [学会発表] Antimicrobial susceptibility and extended-spectrum β-lactamase profiles of Escherichia coli and Klebsiella spp. isolated from Ghana (2019)
  • 著者名/発表者名: Wakana Sato, Samiratu Mahazu, Isaac Prah, John Addow-Thompson, Alafate Ayibieke, Shiroh Iwanaga, Anthony Ablordy, Ryoichi Saito
  • 学会等名: The 23rd IFCC-EFLM European Congress of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine
  • 国際学会
• [学会発表] Impact of deoxycholate on the growth, toxin production, and spore formation of Clostridioides difficile (2019)
  • 著者名/発表者名: Yukino Usui, Yuko Kamiichi, Shu Okugawa, Ryoichi Saito
  • 学会等名: The 23rd IFCC-EFLM European Congress of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine
  • 国際学会
• [学会発表] Antibiotic resistance among Gram-negative glucose non-fermenting bacilli from Ghana (2019)
  • 著者名/発表者名: Alafate Ayibieke, Ayumi Kobayashi, Samiratu Mahazu, Wakana Sato, Isaac Prah, John Addow-Thompson, Shiroh Iwanaga, Anthony Ablordy, Ryoichi Saito
  • 学会等名: The 23rd IFCC-EFLM European Congress of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine
  • 国際学会
• [学会発表] Clinical features, molecular epidemiology, and virulence-associated genes of Clostridioides difficile isolates in patients at a University Hospital in Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuta Okada, Yuka Yagihara, Yoshitaka Wakabayashi, Gene Igawa, Ryoichi Saito, Yoshimi Higurashi, Mahoko Ikeda, Keita Tatsuno, Shu Okugawa, Kyoji Moriya
  • 学会等名: ASM Microbe 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Molecular Epidemiological Analysis of Multidrug-Resistant Pseudomonas aeruginosa that Caused an Outbreak in an Intensive Care Unit in Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Y. Nukui, Y. Maki, Y. Hadano, Y. Aiso, J. Nakajima, K. Sonobe, R. Saito, S. Tohda, R. Koike
  • 学会等名: ASM Microbe 2019
  • 国際学会
• [学会発表] 感染症の病原体核酸検査の現状と将来展望－細菌の遺伝子型解析による院内感染制御－ (2019)
  • 著者名/発表者名: 齋藤良一
  • 学会等名: 日本臨床検査医学会 第75回関東・甲信越支部例会
  • 招待講演
• [学会発表] ガーナ共和国のフルオロキノロン系薬耐性、基質特異性拡張型β-ラクタマーゼ産生Escherichia coliに関する分子疫学研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 岩澤茉莉絵, 佐藤和佳菜, Alafate Ayibieke, Isaac Prah, Samiratu Mahazu, 岩永史朗, Anthony Ablordey, 齋藤良一
  • 学会等名: 第14回日本臨床検査学教育学会学術大会