| 研究課題/領域番号 |
26860294
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| 研究機関 | 東京慈恵会医科大学 |
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研究代表者 |
奥田 賢一 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (70624245)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | バイオフィルム / 黄色ブドウ球菌 / ケミカルバイオロジー / 感染症 / 低分子化合物 / 創薬 |
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| 研究実績の概要 |
バイオフィルムは、微生物が固体表面または気液界面において形成する構造体である。バイオフィルムを形成した微生物によって引き起こされる感染症はバイオフィルム感染症と呼ばれ、抗菌薬や生体防御機構に耐性を示し、難治性であることから、臨床各科領域で大きな問題となっている。本研究では、未だ治療法が確立されていないバイオフィルム感染症に対する制御技術の開発を目指し、基礎的・応用的研究を展開する。申請者はこれまでに、黄色ブドウ球菌のバイオフィルム形成を阻害する低分子化合物であるAnti-Biofilm Compound-JK1（ABC-JK1）を取得している。ABC-JK1によるバイオフィルム形成阻害機序を解明することは、バイオフィルム感染症治療薬の開発に繋がる重要な知見を得ることに繋がると期待される。平成26年度は以下の内容に関して研究を行った。
①プロテオーム解析：ABC-JK1の存在・非存在下で黄色ブドウ球菌のバイオフィルムを形成させた後、バイオフィルムマトリックス画分、細胞表層画分、細胞質画分をそれぞれ回収した。SDS-PAGEによる解析の結果、ABC-JK1存在下ではマトリックス画分のタンパク質プロファイルが大きく変化することを見出した。
②トランスクリプトーム解析：ABC-JK1の存在・非存在下でバイオフィルムを形成させた黄色ブドウ球菌からRNAを抽出し、遺伝子発現プロファイルを解析した。その結果、ABC-JK1存在下では細胞外多糖の合成に関与するicaAの発現が低下していること、ある機能未知遺伝子の発現が大きく上昇していることを見出した。
③ABC-JK1標的分子の同定：ABC-JK1をアミンカップリング法で固定化した磁性ビーズと黄色ブドウ球菌の細胞抽出液を混合し、ABC-JK1と特異的に結合する分子を精製した後、質量分析による同定試験を行った。
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| 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
複数の研究手法を組み合わせた多面的アプローチを行うことで、ABC-JK1の作用機序の解明に繋がる重要な情報を得ることができた。特に、ABC-JK1が細胞外多糖の合成に重要な遺伝子の発現を負に制御することを明らかにしたこと、ABC-JK1の推定標的分子を同定できたことは大きな進展であったといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
①黄色ブドウ球菌遺伝子破壊株の作製と遺伝子機能評価：ABC-JK1存在下で発現が変動した遺伝子やABC-JK1と相互作用を示すタンパク質をコードする遺伝子に関して、黄色ブドウ球菌の遺伝子破壊株を作製し、バイオフィルム形成への関与を評価する。また、大腸菌でのタンパク質大量発現と精製を行い、in vitroでの機能解析を行う。
②バイオフィルム構造およびマトリックスの局在に与える影響：大気圧走査電子顕微鏡（ASEM）を用いてバイオフィルムの免疫電子顕微鏡観察を行うことで、ABC-JK1がバイオフィルムの微細構造とマトリックス構成分子の局在性に与える影響を解析する。
③構造活性相関研究：東京大学創薬オープンイノベーションセンターが保有する化合物ライブラリー中からABC-JK1の構造類縁体を取得し、バイオフィルム形成阻害活性を評価する。活性および物性に優れた化合物の取得を試みるとともに、活性を発揮する上で重要な構造情報を明らかにする。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究計画が順調に進捗し、消耗品費や委託費の使用額が当初の計画より低額となったため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
今後の研究を進めるために必要な試薬類が比較的高額であるため、主として消耗品費に使用する予定である。また、得られた研究成果を積極的に発信するため、学会旅費、論文投稿料としても使用する予定である。
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