2016 Fiscal Year Research-status Report
ピロリ菌の細胞分裂・形態制御機構とその関連病態（病原性）の解明
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15K08618
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
竹内 啓晃 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 講師 (90346560)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松村 敬久 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 教授 (10274391)
杉浦 哲朗 高知大学, 医学部附属病院, 特任教授 (50171145)
森本 徳仁 高知大学, 医学部附属病院, 臨床検査技師 (60398055)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ヘリコバクター・ピロリ / 細胞分裂制御機構 / 形態形成 / minCDE / NO system / Coccoid / ファージ / H. pylori flora |
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| Outline of Annual Research Achievements |
強酸性胃内に慢性持続感染するピロリ菌はgenetic diversityが著しく環境適応により様々なmutantsが出現しmassとして生存（H. pylori flora）すると考えている。さらにその特殊な環境下で生育できるピロリ菌ゲノムは大腸菌の約1/3程度で他細菌と異なる固有機能を有すると推察できる。
実際に動物・ヒトでの慢性持続感染によりピロリ菌の変異株の出現は報告され、我々が見出した細胞分裂関連遺伝子cdrAの欠損株も出現しmassとして叢形成している。そこで、細胞分裂（制御）関連遺伝子minC,D,E, ftsZ遺伝子を中心にその固有機能を解析した結果、1. minDはNO system（染色体上でのFtsZ集積・polymerizationを阻害する制御機構：nucleoid occlusion system）に関与すること。2. minCはFtsZ凝集（Z-ring polymerization）に関与し、minC, D共に細胞中心部での分裂に必須であること。3. minEはピロリ菌のPCD（programmed cell death）と考えられるcoccoid形成に関わるが、分裂部位（中心部）の決定因子ではないこと。4. minCはFtsZの分解・安定性にも関与することを見出し、ピロリ菌固有の細胞分裂機序を世界で始めて明らかした（国際誌掲載）。
また、genetic diversityに関わるファージの影響をファージ感染NY43株にて解析した結果、ファージの脱落したcure株ではらせん状形態から直線的な形態に変態し、運動性が低下していた。また、病原遺伝子cagAにも影響（挿入・欠損）している可能性を見出した。このようなcure株の自然出現割合（約10％）も明らかとなり、ピロリ菌の変異株出現（H. pylori flora）が宿主へ様々な影響を及ぼしている可能性が強く示唆され、細菌―宿主間の生物学的動態を解析する予定である。
さらに、H. pylori floraを直接的に証明するため患者検体から複数のコロニーを獲得しこの生物学的多様性の解析も進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ピロリ菌固有の細胞分裂機序の解明については抗体作成や各種遺伝子破壊株の作成およびそれらを使用したIP-WB解析がman powerの影響もあり予想以上にスムースに進行したため。また、ファージのピロリ菌への生物学的影響に関する研究もファージ脱落株が予想以上に獲得できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
ピロリ菌固有の細胞分裂機序（特にピロリ菌minC, D, Eの固有機能の解析）に関する研究成果の国際誌掲載に続き、ファージに関する研究も国際誌にacceptされた。
細胞分裂機序ではminEのcoccoid形成過程での役割が未だ不明であり、ファージ感染に関しては宿主菌であるピロリ菌への直接的な生物学的影響が不明である。これらの解明を目的に継続して研究を推進し、当初の研究計画にも挙げたピロリ菌の多様性（mutants出現とその胃内感染様態: H. pylori flora）の解析から病態との関連性の解明へ今後展開する予定である。
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| Causes of Carryover |
研究成果は予想以上に挙げることができた。しかし臨床検体を使用した直接的なH. pylori flora解析は関連医療機関からの紹介患者数（想定以下）の影響もあり予算の一部は持ち越しとなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
現在、紹介患者数も計画的に増えており、H. pylori flora解析研究の進展は十分に期待できる。その解析研究予算として計画的に執行する予定である。
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[Journal Article] Screening of KHP30-like prophages among Japanese Helicobacter pylori strains, and genetic analysis of a defective KHP30-like prophage sequence integrated in the genome of the H. pylori strain NY402016
Author(s)
Uchiyama Jumpei, Takemura-Uchiyama Iyo, Kato Shin-ichiro, Takeuchi Hiroaki, Sakaguchi Yoshihiko, Ujihara Takako, Daibata Masanori, Shimakura Hidekatsu, Okamoto Noriaki, Sakaguchi Masahiro, Matsuzaki Shigenobu
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Journal Title
FEMS Microbiology Letters
Volume: 363
Pages: -
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Screening of KHP30-like prophage in Helicobacter pylori using Japanese strains, and analysis of their fate by in silico approach2016
Author(s)
Uchiyama J, Takemura-Uchiyama I, Kato S, Takeuchi H, Sakaguchi Y, Ujihara T, Nasukawa T, Shimakura H, Okamoto N, Sakaguchi M, Matsuzaki S
Organizer
ファージ研究会・ファージセラピー臨床応用検討会・微生物生態学会 環境ウイルス部会合同シンポジウム
Place of Presentation
神奈川県横須賀市JAMSTEC横浜本部
Year and Date
2016-10-21 – 2016-10-22
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[Presentation] Potassium-competitive acid blocker-based third-line triple therapy in Helicobacter pylori eradication and study of the diversity of antimicrobial susceptibilities2016
Author(s)
Yukari Yano, Hiroshi Mizuta, Mizuki Kira, Yoshihisa Matsumura, Tatsuya Kitagawa, Motoi Hashiba, Nobuto Okamoto, Hiroaki Takeuchi, Masafumi Ono, Toshiji Saibara
Organizer
The 24th United European Gastroenterology Week, Gastroenterology conference
Place of Presentation
Vienna
Year and Date
2016-10-15 – 2016-10-19
Int'l Joint Research
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