メタゲノムデータを基盤とした薬剤耐性菌に対する次世代ファージ療法の挑戦的開発

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21K19495
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 植松 智 東京大学, 医科学研究所, 特任教授 (50379088)
• 研究期間 (年度): 2021-07-09 – 2023-03-31
• キーワード: バクテリオファージ療法 / 次世代ファージ療法

研究実績の概要

我々は、スパコン上にファージゲノム解析パイプラインを構築した。さらに宿主細菌の染色体上のプロファージ配列を検索し、そこからファージ由来の抗菌酵素遺伝子を抽出する手法も開発した。エンドライシンはファージ由来酵素で、ペプチドグリカン層を破壊するためグラム陽性菌には極めて有効である。これまで偽膜性腸炎の原因菌であるClostridiodes defficileに対して新規の10種類のエンドライシンを同定している。Acinetobacter baumanniiは、グラム陰性菌で昨今多剤耐性化が社会問題となっている。我々はこのウイルスゲノム解析法とメタゲノムデータベースを利用して薬剤耐性のA. baumanniiに対する次世代ファージ療法を目指す。今年度は、国内で入手可能なA. baumannii 32菌株のショットガンシークエンスデータからコンティグを作成し、データベース（RefSeqなど）を用いてアミノ酸配列を検索した。さらに、ORFから酵素名をテキスト検索し、それぞれについて３次構造の確認までを行った。A. baumanniiにはグラム陰性菌であり、ペプチドグリカン層はLPSをまとった外膜の内側に存在する。そのため、外部からのエンドライシンでは溶菌効果は認められない。A. baumanniiの溶菌に効果的と思われるLPSを溶解する酵素としてdepolymerase群を検索対象とした。計５種類の新規depolymeraseを同定することができた。現在たんぱく合成を進めin vitroでの溶菌効果を検証している。さらに国立感染症研究所が公開しているJARBBパネルに登録されているA. baumanniiのゲノム情報をダウンロードし、追加の検索も進行している。A. baumannii特異的なLPS溶菌酵素候補を複数同定出来たことは大きな成果である。

研究成果

• [雑誌論文] Bronchoalveolar lavage fluid reveals factors contributing to the efficacy of PD-1 blockade in lung cancer. (2022)
  • 著者名/発表者名: Masuhiro K, Tamiya M, Fujimoto K, Koyama S, Naito Y, Osa A, Hirai T, Suzuki H, Okamoto N, Shiroyama T, Nishino K, Adachi Y, Nii T, Kinugasa-Katayama Y, Kajihara A, Morita T, Imoto S, Uematsu S, Irie T, Okuzaki D, Aoshi T, Takeda Y, Kumagai T, Hirashima T, Kumanogoh A.
  • 雑誌名: JCI Insight. 巻: 7(9) ページ: e157915
  • DOI: 10.1172/jci.insight.157915.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of bacteriophage genome sequences with representation learning. (2022)
  • 著者名/発表者名: Bai Z, Zhang YZ, Miyano S, Yamaguchi R, Fujimoto K, Uematsu S, Imoto S.
  • 雑誌名: Bioinformatics. 巻: 38(18) ページ: 4264-4270
  • DOI: 10.1093/bioinformatics/btac509.
  • 査読あり
• [雑誌論文] The microsomal prostaglandin E synthase-1/PGE2 axis induces recovery from ischemia via recruitment of regulatory T cells. (2022)
  • 著者名/発表者名: Amano H, Eshima K, Ito Y, Nakamura M, Kitasato H, Ogawa F, Hosono K, Iwabuchi K, Uematsu S, Akira S, Narumiya S, Majima M.
  • 雑誌名: Cardiovasc Res. 巻: cvac137 ページ: 1-16
  • DOI: 10.1093/cvr/cvac137.
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Role of mPGES-1 in Promoting Granulation Tissue Angiogenesis Through Regulatory T-cell Accumulation. (2022)
  • 著者名/発表者名: Hyodo T, Ito Y, Hosono K, Uematsu S, Akira S, Majima M, Takeda A, Amano H.
  • 雑誌名: In Vivo. 巻: 36(5) ページ: 2061-2073
  • DOI: 10.21873/invivo.12932.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the human gut virome in metabolic and autoimmune diseases. (2022)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto K, Miyaoka D, Uematsu S.
  • 雑誌名: Inflamm Regen. 巻: 42(1) ページ: 32.
  • DOI: 10.1186/s41232-022-00218-6.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phage therapy for Clostridioides difficile infection. (2022)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto K, Uematsu S.
  • 雑誌名: Front Immunol. 巻: 13 ページ: 1057892.
  • DOI: 10.3389/fimmu.2022.1057892. eCollection 2022.
  • 査読あり
• [雑誌論文] 腸内細菌の異常と制御法. (2022)
  • 著者名/発表者名: 植松 智
  • 雑誌名: 日本ペインクリニック学会誌. 巻: 29(4) ページ: 64-64
• [雑誌論文] Dysbiosis関連疾患の新規治療法の開発. (2022)
  • 著者名/発表者名: 植松 智
  • 雑誌名: 腸内細菌学雑誌 巻: 36(2) ページ: 66-67
• [雑誌論文] 腸内細菌・ウイルス叢のビッグデータを用いた新しい治療法の開発. (2022)
  • 著者名/発表者名: 藤本 康介, 植松 智
  • 雑誌名: 感染 炎症 免疫. 巻: Vol.52 No.2. ページ: 115-116.
• [雑誌論文] 生活習慣病と病原常在腸内細菌. (2022)
  • 著者名/発表者名: 藤本 康介, 植松 智.
  • 雑誌名: 臨床免疫・アレルギー科. 巻: 77(6) ページ: 684-689
• [雑誌論文] 腸内細菌叢を標的とした新規治療法の開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 植松 智
  • 雑誌名: 日本マス・スクリーニング学会誌. 巻: 32(2) ページ: 168-168
• [雑誌論文] 【自己免疫疾患 層別化する新時代へ 臨床検体のマルチオミクス解析、腸内細菌によって見えてきた免疫経路の全容】(第1章)精密医療を目指したマルチオミクス解析によるアプローチ メタゲノム解析からの層別化医療への展望. (2022)
  • 著者名/発表者名: 藤本 康介, 植松 智, 井元 清哉
  • 雑誌名: 実験医学. 巻: 40(15) ページ: 2374-2379
• [雑誌論文] いま知りたい!!ファージ療法は多剤耐性菌への切り札となるか 1 概論-ファージ療法の利点と課題. (2022)
  • 著者名/発表者名: 植松 智,井元 清哉.
  • 雑誌名: 実験医学. 巻: 40(18) ページ: 2983-2985.
• [学会発表] 腸内ウイルス叢のメタゲノム解析と治療応用 (2022)
  • 著者名/発表者名: 植松智
  • 学会等名: 第38回JBICバイオ関連基盤技術研究会.
  • 招待講演
• [学会発表] Dysbiosis関連疾患の新規治療法の開発. (2022)
  • 著者名/発表者名: 植松智
  • 学会等名: 第13回OEB機能性食品分科会.
  • 招待講演
• [学会発表] Dysbiosis関連疾患の新規治療法の開発. (2022)
  • 著者名/発表者名: 植松智
  • 学会等名: 第26回腸内細菌学会学術集会.
  • 招待講演
• [学会発表] 腸内細菌叢を標的とした新規治療法の開発. (2022)
  • 著者名/発表者名: 植松智
  • 学会等名: 第49回日本マススクリーニング学会学術集会.
  • 招待講演
• [学会発表] Host-pathogen interaction between bacteria and phage in intestine. (2022)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Uematsu
  • 学会等名: The 20th Awaji International Forum on Infection and Immunity.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 腸内microbiomeのデジタルツイン技術の構築と新規治療法の開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 植松智
  • 学会等名: エレクトロニクス実装学会 ヘルスエレクトロニクス研究会.
  • 招待講演
• [図書] 実験医学別冊 もっとよくわかる！腸内細菌叢 (2022)
  • 著者名/発表者名: 藤本 康介, 植松 智
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 羊土社
  • ISBN: 978-4-7581-2211-5
• [産業財産権] エンテロコッカス・フェカーリスの溶菌剤 (2022)
  • 発明者名: 植松 智,藤本 康介,林 哲哉
  • 権利者名: 国立大学法人東京大学,公立大学法人大阪市立大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2022-074458