2017 Fiscal Year Annual Research Report
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15H05783
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| Research Institution | Teikyo University |
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Principal Investigator |
関水 和久 帝京大学, 医真菌研究センター, 教授 (90126095)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
垣内 力 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (60420238)
浜本 洋 帝京大学, 医真菌研究センター, 准教授 (90361609)
松本 靖彦 帝京大学, 医真菌研究センター, 講師 (60508141)
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| Project Period (FY) |
2015-05-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 感染症 / 微生物 / 薬学 / カイコ / 発現解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．宿主臓器内における病原性細菌の遺伝子発現の網羅的解析による新規病原性因子の同定：より感染初期で菌数も少ない感染後6時間、24時間での黄色ブドウ球菌の遺伝子発現に成功した。これまでの感染後48時間における結果とは異なり、鉄獲得系の遺伝子、病原性毒素に関する遺伝子の発現が上昇していないなどの違いが認められた。また、感染初期にだけ発現量が高くなる遺伝子群が見いだされ、それらの遺伝子破壊株の中には下記のカイコおよびマウスモデルで病原性が低下するものもあった。一方で、溶血毒素やロイコトキシンは感染後恒常的に発現量が増加していた。さらに昨年度において、網羅的遺伝子発現解析手法を確立した真菌とは別の細胞壁の堅さが低い菌種について、臓器からの濃縮法について確立した。
２．カイコを用いた新規病原性遺伝子の探索：前年度導入できた遺伝子破壊ライブラリーを用いて、病原性への寄与が知られていない機能未知遺伝子を中心に約300遺伝子破壊株を選択し、カイコにおける病原性への寄与を検討した結果、14の新規な病原性因子を見いだすことができた。また、そのうち少なくとも4遺伝子がマウスモデルにおいても病原性の発揮に必要であった。 また、真菌の遺伝子破壊株を用いた検討により、1つの遺伝子がカイコ及びマウスにおける病原性に寄与することを明らかにした。
３．病原性遺伝子の機能解析と阻害剤の探索：前年度までにカイコ・マウスにおいて病原性に寄与することが明らかになっていた因子について、阻害薬探索のためのアッセイ系を確立し、小規模のスケールの化合物を用いたパイロット試験に着手できた。また、カイコモデルにおける医薬品の体内動態パラメータが哺乳動物と一致することを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
(1) 宿主環境下における病原性細菌の振る舞いの解析：黄色ブドウ球菌の宿主臓器内における網羅的な遺伝子発現解析については、手法の改良により当初の想定以上の精度で、また感染の初期から死に至る直前までの経時的な経過を伴う解析ができた。また、臓器間の発現比較もできたことから、当初予定以上の解析に成功したと考えられる。さらに、真菌の遺伝子発現解析に成功し、別の臓器からの分離方法の確立に成功できたことから、当初計画以上に発展できていると判断した。
(2) 病原性因子の網羅的な同定：黄色ブドウ球菌の病原性への寄与が明らかになっていないマウス宿主環境下で発現上昇する遺伝子、及び、ほぼすべての機能未知遺伝子について、カイコ及びマウスを用いた病原性の検討がほぼ完了できたことから、当初の目的は達成できたと判断する。
(3) 病原性遺伝子の機能解析と阻害薬アッセイ法の確立：複数の新規病原性因子について、その機能を明らかにし酵素活性を見いだすことに成功した。さらに、活性阻害化合物の探索のためのアッセイ法を確立することができ、阻害活性物質のスクリーニングにも着手できていることから、当初の目的は達成できたと判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)病原性体の宿主環境下における振る舞いの解析：真菌についても感染の経時的な遺伝子発現解析を実施し、宿主に対する感染経過における経時的な遺伝子発現の振る舞いを明らかにする。
(2)病原性発揮機構の解析：感染初期でのみ発現上昇する遺伝子、及びカイコで同定されたマウスで未検討の病原性に関わる候補遺伝子について、早急にマウスモデルでの検討を行う。前年度までに同定された新規な病原性因子について、マウスモデルにおける病原性への寄与が高い遺伝子を優先し、その機能を明らかにする。
(3)病原性因子に対する阻害薬の探索：上記で明らかにされた機能をアッセイする酵素活性測定系を確立する。少数の化合物をもちいてパイロット試験を実施し見いだされた問題点を解決した後に、化合物ライブラリーを用いた探索を実施する。
(4)病原性遺伝子ネットワークの解析：これまでに得られている黄色ブドウ球菌の感染の経時的な遺伝子発現の解析結果と、3つの臓器での遺伝子発現解析結果を元に、その発現パターンを分類し、転写因子と比較する。さらに、それらのプロモーター領域を解析し、共通する配列が見いだされるか否か検討する。またChip-Seqによる結合部位の解析の実施も検討する。
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