TnSeqを駆使した肺MAC症薬剤感受性判定の迅速化と治療薬の革新的選択法の開発

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21K19637
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 立石 善隆 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (30433296)
• 研究期間 (年度): 2021-07-09 – 2023-03-31
• キーワード: 非結核性抗酸菌 / トランスポゾン / 次世代シーケンシング

研究実績の概要

今回、臨床経過の異なる肺MAC症患者由来のM. intracellulare臨床菌株（進行例3株、安定例4株）に対して、トランスポゾンシーケンシング（TnSeq）を実施した。寒天培地への植菌を経ずに直接DNAを採取する方法は、実験結果が不安定であったため、寒天培地への植菌を経て変異株ライブラリーを作製してからDNAを抽出する定石通りの方法で実験を進めた。TnSeqで同定した臨床菌株共通の生存必須遺伝子として、既存の抗結核薬の標的遺伝子以外にも、glcB（リンゴ酸合成酵素）、type VII分泌装置を構成する遺伝子群（eccC, eccB, eccB）も臨床菌株共通の生存必須遺伝子として挙がってきた。
現行の治療薬の標的が生存必須遺伝子として同定されたことから、in vivo治療効果法確立を視野に入れ、単剤治療（リファンピシン、エタンブトール、クラリスロマイシン、アミカシン）、および多剤併用療法群との間で治療効果を検討した。その結果、クラリスロマイシン単剤、あるいはクラリスロマイシンを含む多剤併用療法で最も肺内菌数減少・炎症改善効果が強かった。一方、リファンピシン単剤では、肺内菌数は減少せず、イソニアジドとリファンピシンを含んだ結核治療初期におこる「初期増悪」に類似した炎症増強効果を認めた。
本研究により、現行治療薬の標的以外にもMAC病原体の治療標的が存在すること、ならびに感染マウスモデルを使ったin vivoでの治療効果の判定法を確立できたことから、誌上発表を行った(Tateishi Y. BMC Microbiol. 2023;23(1):94)。

研究成果

• [雑誌論文] Virulence of Mycobacterium intracellulare clinical strains in a mouse model of lung infection - role of neutrophilic inflammation in disease severity. (2023)
  • 著者名/発表者名: Tateishi Y, Ozeki Y, Nishiyama A, Miki M, Maekura R, Kida H, Matsumoto S
  • 雑誌名: BMC Microbiol 巻: 23 ページ: 94
  • DOI: 10.1186/s12866-023-02831-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lysocin E Targeting Menaquinone in the Membrane of Mycobacterium tuberculosis Is a Promising Lead Compound for Antituberculosis Drugs. (2022)
  • 著者名/発表者名: Geberetsadik G, Inaizumi A, Nishiyama A, Yamaguchi T, Hamamoto H, Panthee S, Tamaru A, Hayatsu M, Mizutani Y, Kaboso SA, Hakamata M, Ilinov A, Ozeki Y, Tateishi Y, Sekimizu K, Matsumoto S.
  • 雑誌名: Antimicrob Agents Chemother 巻: 66 ページ: e0017122
  • DOI: 10.1128/aac.00171-22
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Long-Term Prognosis and Antimycobacterial Glycolipid Antibody as Biomarker in Mycobacterium avium-intracellulare Complex Pulmonary Disease. (2022)
  • 著者名/発表者名: Maekura R, Miki K, Tateishi Y, Matsumoto S, Kitada S, Miki M, Kida H.
  • 雑誌名: Microbiol Spectr 巻: 10 ページ: e0053022
  • DOI: 10.1128/spectrum.00530-22
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Direct Attachment with Erythrocytes Augments Extracellular Growth of Pathogenic Mycobacteria (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishiuchi Y, Tateishi Y, Hirano H, Ozeki Y, Yamaguchi T, Miki M, Kitada S, Maruyama F, Matsumoto S.
  • 雑誌名: Microbiol Spectr 巻: 10 ページ: e0245421
  • DOI: 10.1038/s41598-022-08228-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification and functional analysis of a new type of Z,E-mixed prenyl reductase from mycobacteria (2022)
  • 著者名/発表者名: Abe T, Hakamata M, Nishiyama A, Tateishi Y, Matsumoto S, Hemmi H, Ueda D, Sato T
  • 雑誌名: FEBS J 巻: 289 ページ: 4981-4997
  • DOI: 10.1111/febs.16412
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Mycobacterium intracellulare菌株間における生存必須遺伝子プロファイルの比較 (2023)
  • 著者名/発表者名: 立石 善隆, 尾関 百合子, 西山 晃史, 松本 壮吉
  • 学会等名: 第96回日本細菌学会総会
• [学会発表] 非結核性抗酸菌Mycobacterium intracellulare臨床菌株の実験的病原性および薬剤治療効果の検討 (2022)
  • 著者名/発表者名: 立石 善隆, 尾関 百合子, 西山 晃史, 松本 壮吉
  • 学会等名: 第59回日本細菌学会中部支部総会
• [学会発表] 非結核性抗酸菌臨床菌株におけるゲノムワイドな遺伝子必須性の相違と低酸素バイオフィルム形成との関係 (2022)
  • 著者名/発表者名: 立石 善隆, 松本 壮吉
  • 学会等名: 第35回日本バイフォルム学