共同研究・競争的資金等の研究課題

• ヒト早発性老化症候群モデルマウスによるアシネトバクター感染の重症化機序の解析
  基盤研究(C)
  帝京大学
  2021年04月01日 - 2024年03月31日
  高齢宿主におけるAcinetobacter baumanniiの感染は、急速に重症化し致死率も高い。そこで本研究では、老化症状を示すヒト早発性老化症候群モデルマウス（klotho KOマウス）を用いたA. baumannii感染マウスモデルを用いて、高齢宿主における感染免疫応答について解析した。 2021年度は、以前に報告したklotho KOマウスの肺の好中球の活性化が不十分な原因（Sato Y., et al. Front. Immunol., 2020）を明らかにするため、好中球等の殺菌作用を増強するサイトカインIL-17に着目し、A. baumannii感染後の肺でのIL-17 mRNA発現量を解析した。 A. baumannii感染後、1および3日目のklotho WTおよびKOマウスの肺におけるIL-17 mRNA発現量は、両マウス群とも発現誘導はほとんど認められなかった（検出限界以下）。 A. baumannii感染に伴って誘導されるその他のサイトカイン（TNF-α、IL-1βおよびIL-6）のmRNA発現量は、その発現量に違いはあるものの、klotho WTおよびKOマウスで誘導が認められた。しかし、IFN-γ mRNAの発現は感染1日目のklotho WTマウスで有意に認められたが、klotho KOマウスでは、認められなかった。 IFN-γは主にＴ細胞やＮＫ細胞から産生されるサイトカインであることから、感染1日目のklotho KOマウスの肺のＴ細胞数を解析した結果、CD4+ T細胞の数が増加することが明らかとなった。 以上の結果から、A. baumannii感染klotho KOマウスでは、感染に伴いCD4+ T細胞の数が増加するものの、IFN-γ産生は誘導されない可能性が示唆された。 高齢者におけるA. baumannii感染では、IFN-γが関与する細胞性免疫の低下による感染の重症化が推測される。
• 多剤耐性アシネトバクターの重症化に関与する病原因子解明と新規治療法/予防法の開発
  基盤研究(C)
  2020年04月01日 - 2023年03月31日
  Acinetobacter baumannii (A.b)の病原性の一つにバイオフィルム形成能がある。多剤耐性A.b（MDRA)の治療薬であるコリスチン(CST)やチゲサイクリン(TGC)のバイオフィルム形成能に及ぼす併用効果を解析した。臨床分離のMDRA2株を用いてバイオフィルム形成後に、CSTやTGCを単独または併用で作用させ、バイオフィルムから遊離する菌とバイオフィルム内の菌に対する殺菌効果およびバイオフィルム形成量を解析した。バイオフィルム外や内部の菌に対しては、高濃度CST＋高濃度TGCの併用は殺菌効果が増強したが、高濃度CST＋低濃度TGCでは減弱し、低濃度CST＋低濃度TGCの併用ではバイオフィルム形成量が増加した。併用療法を実施する際には投与法に注意が必要があることが示唆された（Sato T,et al: Sci Rep. 2021）。A.bの病原性を明らかにするためにマウスA.b肺炎モデルを確立した。マウスにA.bの2株（ATCC 19606、臨床分離株TK1090）と緑膿菌PAO-1を肺感染させ、マウスの生存率、肺での細菌数、組織病理学的変化、病巣の好中球とマクロファージ(MΦ)の集積の程度を分析した。2株のA.b感染マウスの致死率は緑膿菌感染マウスの致死率よりも低かった。致死量より少ない量のA.bを接種した場合、感染後14日までマウス肺にA.bが残存し、MΦはA.bおよび緑膿菌感染マウスの肺病巣に浸潤していた。好中球はA.b感染マウスの肺病巣に浸潤していたが、緑膿菌感染肺病巣にはほとんどみられなかった (Tansho-Nagakawa S,et al: Pol J Microbiol, 2021)。A.b感染後の肺において食細胞が浸潤するにもかかわらずA.bが排除されずに生存しており、我々の既報のin vitroでの成績を反映するものであった。
• 多剤耐性菌の生体防御機構からのエスケープ機序解明と新規治療法の開発
  基盤研究(C)
  帝京大学
  2017年04月01日 - 2020年03月31日
  アシネトバクター・バウマニ(A.b)は好中球のNETs形成を抑制した。MDRAはカタラーゼ産生能が高く、マクロファージに貪食された後も食胞内で生存・増殖した。A.b やそのリポ多糖体（LPS）をマスト細胞や脂肪細胞と共培養すると炎症サイトカインやケモカインの産生が増強した。MDRAのバイオフィルム形成をsub-MICs濃度のチゲサイクリンは抑制し、コリスチン（CL）は増強した。LPS完全欠損A.b 株の病原性は低下していた。当院で分離されたKPC産生肺炎桿菌の耐性遺伝子を解析した。A.b マウス肺炎モデルでの病理所見を緑膿菌と比較し、MDRA昆虫感染モデルを用いた抗菌薬の薬効評価系を確立した。
• 多剤耐性アシネトバクターの新規病原因子の探索と重症化に関与する宿主側要因の解析
  基盤研究(C)
  帝京大学
  2012年04月01日 - 2015年03月31日
  1) A. baumannii（A.b）は緑膿菌に比べて好中球の貪食殺菌作用に抵抗性で、好中球細胞外トラップ形成も少なかった。2)肺感染マウスモデルでの致死性は、緑膿菌がA.bより強かった。3) A.b 標準株、多剤耐性株(MDRA)由来のリポ多糖(LPS)で刺激すると、好中球内の炎症性サイトカインの遺伝子発現はほぼ同等に増強した。A.b由来膜小胞は好中球の活性酸素誘導能はないが遊走因子として作用した。4) A.b由来LPSはマスト細胞からのTNF-α, IL-8産生を増強した。5）LAMP法によるMDRAの検出法を開発した。6) 液性免疫不全が感染病態重症化要因となる可能性がある。
• 感染症制圧に向けた易感染宿主の好中球機能異常解析と感染防御能モニタリングの確立
  基盤研究(C)
  帝京大学
  2009年 - 2011年
  易感染宿主の好中球の走化能は、敗血症患者とコントロール不良の糖尿病患者で低下し、殺菌能は、肝硬変、SLE、AIDS、多発性骨髄腫、重症熱傷や高齢者などで低下していた。セプシス患者では、好中球膜抗原のCD14とTLR-4の発現レベルが高く、CD11bとCD16の発現レベルは低下した。好中球内TREM-1遺伝子の発現低下は、セプシスの重症度と関連した。これらの好中球機能解析は、易感染宿主における細菌感染に対する感染防御能を評価するための高感度で信頼性の高い免疫監視ツールとして利用できる可能性がある。
• 摂食不能宿主における咀嚼運動の免疫能に与える効果
  基盤研究(C)
  帝京大学
  1995年 - 1996年
  摂食不能宿主における免疫能として臨床的に重要な活性として、宿主好中球のCandida albicans発育阻止活性に注目して本研究を実施した。健常人の末梢血中の好中球は、in vitroでCandidaの発育を強く阻止する。それに対し、禁食状態で中心静脈栄養(IVH)を実施した患者の同活性は低下する場合があることは認められたが、患者の基礎疾患による差かもしれないが、強い抗Candida活性を示す場合もあり一定の結論は導き出せなかった。一方、IVHに用いる高カロリー輸液の作用を調べた結果、輸液中のグルコース(1〜2%)が、in vitroで好中球の抗Candida活性を、著しく低下させることを見いだした。更に、その低下は、アミノ酸混液(特にシステイン)の共存により防止しうることを明らかにした。これより、好中球の機能低下をひきおこさない高カロリー輸液の開発の可能性を提示した。咀嚼の効果をマウスモデルを用い検討するため、マウスを禁食状態にする試みをしたが、同条件では、ストレス反応が強く、グルココルチコイドの血中濃度の上昇が疑われた。高濃度コルチコステロンは、マウス好中球の抗Candida活性を低下させた。なお、その低下は、拮抗薬ミフェプリスタンで防止された。咀嚼によって生ずる生理的条件の変化は、大量の唾液の分泌と摂取であることを考慮し、唾液成分の好中球及びCandida発育に対する効果を調べた。唾液成分の中でラクトフェリンが好中球の抗Candida活性を増強する作用があること、またラクトフェリンやリゾチームは、アゾール系抗真菌薬と共同して強い抗Candida活性を示すことを見いだした。更に、免疫抑制状態のマウスに、ラクトフェリンを経口投与すると、そのマウスは、Candida感染に対し、抵抗性を示す傾向があっか。これらは、咀嚼運動が唾液分泌を介して免疫能を回復させる可能性を示している。