2019 Fiscal Year Annual Research Report
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17H01506
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| Research Institution | Rakuno Gakuen University |
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Principal Investigator |
岩野 英知 酪農学園大学, 獣医学群, 教授 (60382488)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
樋口 豪紀 酪農学園大学, 獣医学群, 教授 (00305905)
岩崎 智仁 酪農学園大学, 農食環境学群, 教授 (30305908)
鈴木 一由 酪農学園大学, 獣医学群, 教授 (30339296)
藤木 純平 酪農学園大学, 獣医学群, 助教 (30805114)
橋口 周平 鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (40295275)
萩原 克郎 酪農学園大学, 獣医学群, 教授 (50295896)
前原 誠也 酪農学園大学, 獣医学群, 准教授 (50438363)
村田 亮 酪農学園大学, 獣医学群, 講師 (50590311)
山下 和人 酪農学園大学, 獣医学群, 教授 (60244844)
臼井 優 酪農学園大学, 獣医学群, 准教授 (60639540)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ファージセラピー / 薬剤耐性菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、薬剤耐性化が進む細菌感染症に対して、細菌にのみ感染し死滅させるバクテリオファージを用いた次世代型のファージ療法を開発する。薬剤耐性化が進む細菌感染症において、ファージを使用したファージ療法への期待は大きくなっているが、その治療応用においては検討すべき課題が多い。本年度は、「宿主細菌とファージのtrade-offを利用したファージカクテルの検討」、また「ファージとエンドライシンの利用法」の2点について検証を行った。
①「宿主細菌とファージのtrade-offを利用したファージカクテルの検討」
ファージセラピーにおいては、ファージ耐性菌への対応のためあらかじめ複数のファージをカクテル化することが一般的である。効果的なファージのカクテル化を行うにあたり、宿主細菌とファージのtrade-offを利用したファージカクテル化について検討した。まず、高度に薬剤耐性化した大腸菌（HUE1）に対して特異的な新規ファージ（L27）を発見し、そのゲノム解析を行い、データベースへの登録を行った。L27によるHUE1への攻撃は、ファージ耐性化を引き起こすことが明らかとなり、一方そのファージ耐性菌は他のT系ファージにより感染溶菌されるというtrade-offの現象を見いだした（学会にて受賞）。
②ファージとエンドライシンの利用法
ファージが細菌に感染した後、ファージ由来溶菌酵素によって細菌のペプチグリカンが破壊され細菌は死滅する。その溶菌酵素遺伝子から溶菌酵素を人工合成し、細菌の培養液に加えることで迅速な溶菌が確認できる。本溶菌酵素とファージを併用することで効果的な溶菌を示し、マウス全身感染モデルにおいて、相乗効果を発揮することを証明した（特許出願中、学会にて受賞）。
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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
以下各種学会における発表で、4つの受賞を獲得できており、それぞれ論文投稿に向けて準備しており、概ね順調に実績をつみあげることができた。
2019年8月 ファージ耐性化のFitness costはP. aeruginosaのファージ感受性にトレードオフを誘導する, 優秀発表賞, 第85回日本細菌学会北海道支部会学術総会
2019年4月 ルオロキノロン耐性大腸菌HUE1に対する新規バクテリオファージの探索, 優秀発表賞, 第92回日本細菌学会総会
2019年9月 ウシ乳房炎由来Staphylococcus aureusに対する効果的なバクテリオファージの応用, 最優秀発表賞, 第6回乳房炎サマーキャンプ
2019年8月 黄色ブドウ球菌由来溶菌酵素（LysΦSA012）の機能解析, 微生態特別賞, 第13回細菌学若手コロッセウム
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、これまでのデータを論文化していくと共に、以下の獣医療域で重要な疾患に対してのファージセラピーの臨床応用に向けた検証を行う。
①犬膿皮症へのファージセラピー応用に向けた検証
犬膿皮症は、Staphylococcus pseudintermedius（SP）が主な起因菌となる人のアトピー様症状を示す皮膚疾患である。薬剤の多用により、薬剤耐性化が進み難治性となることが多い疾患である。現在までに、我々は、スタフィロコッカス属細菌に対して感染性のあるファージを集めたファージライブラリーを構築しており、これをベースに、犬膿皮症の起因菌であるSPに感染し、溶菌活性の高いファージを選別して治験に向けた検討を開始する。
②ウシ子宮内膜炎へのファージセラピー応用に向けた検証
ウシ子宮内膜炎は、分娩後に大腸菌などが子宮内に感染し、子宮内膜の炎症を引き起こす疾病である。全身性に至ることはほとんどないため、見過ごされることが多いが、受胎率の低下など農家にとっての負担は少なくない。これまでに、子宮内膜炎由来の大腸菌を分離し、それらに感染性のあるファージを多数分離してライブラリーを構築してきた。本年度は、子宮内膜炎のマウスモデルを用いて、ファージによる子宮内膜炎への発症予防効果を検証する。
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[Journal Article] Immunosuppression in cows following intramammary infusion of Mycoplasma bovis.2020
Author(s)
Satoshi Gondaira,Koji Nishi,Takahiro Tanaka,Takashi Yamamoto,Takanori Nebu,Reina Watanabe,Satoru Konnai,Tomohito Hayashi,Yoshio Kiku,Mariko Okamoto,Kazuya Matsuda,Masateru Koiwa,Hidetomo Iwano,Hajime Nagahata,Hidetoshi Higuchi
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Journal Title
Infection and immunity
Volume: 88
Pages: e00521-19.
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Effect of Mycoplasma bovis on expression of inflammatory cytokines and matrix metalloproteinases mRNA in bovine synovial cells.2019
Author(s)
Koji Nishi,Satoshi Gondaira,Mariko Okamoto,Takanori Nebu,Masateru Koiwa,Hiromichi Ohtsuka,Kiyokazu Murai,Kazuya Matsuda,Jumpei Fujiki,Hidetomo Iwano,Hajime Nagahata,Hidetoshi Higuchi
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Journal Title
Veterinary immunology and immunopathology
Volume: 216
Pages: 109920-109920
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] P. aeruginosaにおけるファージ耐性はFitness costとしてファージ感受性をシフトする2019
Author(s)
藤木純平, 古澤貴章, マンビ・モンゴメリ, 川口千佳, 松田由美恵, 佐々木道仁, 臼井優, 樋口豪紀, 澤洋文, 田村豊, 岩野英知
Organizer
第42回日本分子生物学会年会
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[Presentation] 多剤耐性大腸菌におけるファージ耐性形質獲得に伴う進化学的トレードオフのForward genomics解析2019
Author(s)
マンビ・モンゴメリ, 藤木純平, 青木弘太郎, 川口千佳, 佐々木道仁, 臼井優, 石井良和, 舘田一博, 澤洋文, 田村豊, 岩野英知
Organizer
第42回日本分子生物学会年会
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[Presentation] ファージ耐性化のFitness costはP. aeruginosaのファージ感受性にトレードオフを誘導する2019
Author(s)
藤木純平, 古澤貴章, マンビ・モンゴメリ, 中村暢宏, 権平智, 佐々木道人, 臼井優, 樋口豪紀, 澤洋文, 田村豊, 岩野英知
Organizer
第85回日本細菌学会北海道支部会学術総会
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[Presentation] P. aeruginosaが獲得した特異的ファージ耐性が示すファージ感受性の進化学的トレードオフ2019
Author(s)
藤木純平, 古澤貴章, マンビ・モンゴメリ, 川口千佳, 松田由美恵, 佐々木道仁, 臼井優, 樋口豪紀, 澤洋文, 田村豊, 岩野英知
Organizer
第13回細菌学若手コロッセウム
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