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2019 年度 実施状況報告書

バイオフィルムによるインプラント感染症撲滅への新たな戦略

研究課題

研究課題/領域番号 18K09069
研究機関長崎大学

研究代表者

今井 智恵子 (野口智恵子)  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 客員研究員 (90746653)

研究分担者 尾崎 誠  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 教授 (20380959)
小関 弘展  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(保健学科), 教授 (70457571)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードバイオフィルム / 抗菌剤 / 黄色ブドウ球菌
研究実績の概要

当該年度に行った研究内容は、① 抗菌剤の濃度と細菌付着,バイオフィルム形成の関連性を明らかにする。② 浮遊菌とバイオフィルム形成菌でのタンパク解析,DNA分析を行う。③ 他菌株(黄色ブドウ球菌,緑膿菌,及び耐性菌)での評価の3項目であった。対象菌を黄色ブドウ球菌,緑膿菌,及びそれらの薬剤耐性株に広げ、骨関節感染症ガイドラインで推奨されている抗菌薬(CEZ, VCM, LZD, DAP)を用いて,抗菌剤の濃度と浮遊菌量,およびバイオフィルムの形成量との相関を検証した。抗菌剤による細菌の動向が明らかとなったら,その現象を引き起こすシグナルがDNA変異によるものか,RNAレベルなのか,タンパクレベルなのかを,Isoplant(日本ジーン)によるDNA抽出とMiseq(イルミナ)による解析後,NCBIのデータベースと照らし合わせることで特定した。糖鎖解析はマトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析法で行った。その他,バイオフィルムの生菌と死菌,細胞外マトリックスの構造をLive/Dead Staining Kitと共焦点レーザー顕微鏡で観察すると同時に,VCC (viable cell count),ATP-bioluminescence (ATP)も算出した。現在、各材料間,及び時間軸におけるVCC,ATP値を統計学的に比較している(一元配置分散分析:ANOVA,多重比較定)。R1年4月~R2年3月までに、論文発表2編であった。

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

抗菌剤の濃度と細菌付着,バイオフィルム形成の関連性についてある程度の傾向が認められた。浮遊菌とバイオフィルム形成菌でのタンパク解析,DNA分析を行ったが、結果にばらつきがみられ、さらなる実験回数の追加が必要である。他菌株(黄色ブドウ球菌,緑膿菌,及び耐性菌)での評価はまだ途中であるが、データの解析を進めている。

今後の研究の推進方策

H31(R1)年度に行った実験の不足を補った後、予定通り「ラット大腿骨インプラント感染モデルの作製し,抗菌薬の効果を判定」する段階へ進める。動物を使ったin vivo実験であり、諸般の社会事情を踏まえても予定通りに進めるかどうかは不透明な状況である。できるだけ「酸化チタンの抗菌性と超音波刺激による対バイオフィルム効果」を評価する段階を目標として、研究をまい進する所存である。

次年度使用額が生じた理由

当初の計画と若干の差異(855円)が生じたが、おおむね計画通りに使用できている。次年度は3年目の最終年度となるため、現在のデータ解析に加えて「ラット大腿骨インプラント感染モデルの作製し,抗菌薬の効果を判定する。」、「酸化チタンの抗菌性と超音波刺激による対バイオフィルム効果を評価する。」という項目を追加する。研究の遂行に伴い、複数の派生の可能性もあり、今後多方面に発展させていく所存である。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] 医療用インプラント関連感染症に対する光触媒酸化チタンの応用2019

    • 著者名/発表者名
      小関弘展,今井智恵子
    • 雑誌名

      バイオマテリアル-生体材料-

      巻: 37(3) ページ: 174-181

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of radiological features of high tibial osteotomy and tibial condylar valgus osteotomy2019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Higuchi, Hironobu Koseki, Akihiko Yonekura, Ko Chiba, Yusuke Nakazoe, Shinya Sunagawa, Chieko Noguchi, Makoto Osaki
    • 雑誌名

      BMC Musculoskeletal Disorders

      巻: 20(1) ページ: 409

    • DOI

      https://doi.org/10.1186/s12891-019-2764-0

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2021-01-27  

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