豚レンサ球菌の表層抗原変換による病原性への影響

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H02658
• 研究機関: 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
• 研究代表者: 大倉 正稔 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 動物衛生研究部門, 主任研究員 (60508315)
• 研究分担者: 芝原 友幸 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 動物衛生研究部門, 上級研究員 (00355207)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 人獣共通感染症起因菌 / レンサ球菌 / 表層抗原変換 / 血清型

研究実績の概要

豚レンサ球菌 (Streptococcus suis) は、豚を自然宿主とする人獣共通感染症起因菌であり、豚や人に髄膜炎や敗血症を引き起こす。表層抗原性に関わる莢膜やリポタイコ酸（lipoteichoic acid: LTA）は、S. suisを含め多くの病原細菌において主要な病原因子と考えられている。一方、これらの表層抗原は同一菌種内でも抗原性が多様であることが知られている。しかし、表層抗原性の相違が病原性を中心とした表現型にどの様な影響を及ぼすかについては、多くの病原細菌でよく分かっていない。本研究ではこれらの表層抗原の合成に関与する遺伝子 (群) を異なる型の株の当該遺伝子（群）と交換した抗原性変換株を作出し、マウスや自然宿主である豚への感染試験により、抗原性変換による病原性への影響を細菌学的及び病理学的なアプローチから明らかにすることを目的としている。本年度はこれまでに作出した莢膜型変換株について、電子顕微鏡による莢膜発現の確認および昨年度未実施の株を加え、豚への感染試験を実施した。その結果、全ての変換株が親株同様に莢膜を正常に発現していた。豚感染試験では、マウスで死亡率が明らかに上昇した莢膜型変換株が親株よりも宿主主要臓器での分離が顕著であった。さらに、マウスおよび豚の全血における生残性を調べた結果、マウス血中での生残性は、マウスの致死率が低下した莢膜型変換株では親株よりも有意に低下し、マウスの致死率が親株と同等あるいは高かった変換株は親株同様で100%生残した。豚の血中では親株および8型が生残したが、その他の変換株は生残性が有意に低下した。以上から、変換する型により血中生残性が変化しうることが明らかになり、その性状の変化は動物種によっても異なることが示唆された。

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

計画していた動物（マウス及び豚）への接種試験（追加）を実施し、莢膜型変換株については電子顕微鏡による発現も確認した。また、、病原性の相違に寄与しうる表現型換として、2型で莢膜型の有無により異なる性状として知られている全血における生残性を比較解析し、ほぼ予定通り進捗している。

今後の研究の推進方策

当初の計画に従い、病原性の相違に寄与しうる表現型（抗菌ペプチド、リゾチームなどへの菌の抵抗性、感染宿主における各種サイトカイン産生量の変化など）について、表層抗原変換株や親株間での比較・解析を継続し、表層抗原の構造の変化が、貧栄養やpH、温度等のストレス条件下での菌の増殖能や抗菌剤への感受性に影響しうるかについての解析にも着手し始める予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Update on Streptococcus suis Research and Prevention in the Era of Antimicrobial Restriction: 4th International Workshop on S. suis (2020)
  • 著者名/発表者名: Mariela Segura, Virginia Aragon, Susan L Brockmeier, Connie Gebhart, Astrid de Greeff, Anusak Kerdsin, Mark A O'Dea, Masatoshi Okura, Mariette Salery, Constance Schultsz, Peter Valentin-Weigand, Lucy A Weinert, Jerry M Wells, Marcelo Gottschalk
  • 雑誌名: Pathogens 巻: 9 ページ: 374～374
  • DOI: 10.3390/pathogens9050374
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of a mismatch amplification mutation assay to correctly serotype isolates of Streptococcus suis serotypes 1, 2, 1/2, and 14 (2020)
  • 著者名/発表者名: Sonia Lacouture, Masatoshi Okura, Daisuke Takamatsu, Lorelei Corsaut, Marcelo Gottschalk
  • 雑誌名: Journal of Veterinary Diagnostic Investigation 巻: 32 ページ: 490～494
  • DOI: 10.1177/1040638720915869
  • 査読あり / 国際共著