Research on role of intestinal flora and mucosal immune response in enterohemorrhagic Escherichia coli infection

肠道菌群和黏膜免疫应答在肠出血性大肠杆菌感染中的作用研究

• 批准号: 20K22792
• 负责人: 所 俊志
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Gihu University of Medical Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-09-11 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K22792/
• 关键词: 腸管内感染制御; 腸管出血性大腸菌; 腸内細菌叢; 多様性; IgA抗体; 菌叢組成; 頑健性; 腸管出血性大腸菌O157:H7; 腸管感染; 感染制御; 腸管出血性大腸菌感染症; 粘膜免疫; 分泌型IgA抗体

腸管出血性大腸菌（Enterohemorrhagic Escherichia coli, EHEC）O157の腸管内感染マウスモデルを用い、腸管内感染制御における腸内細菌叢及び自然IgA抗体の役割について解析を進めている。EHEC O157感染に抵抗性のC3H/HeN及び感受性のICRの2系統のマウスを用いた。マウスに、アンピシリン、バンコマイシン、ネオマイシン及びメトロニダゾールの単剤又は4剤混合を、1日2回、2週間経胃投与した。投与終了5日後にEHEC O157を経胃接種した。接種後1、3、8及び14日の糞便中のEHEC O157の定量を、定量PCR及び培養法により行い、それぞれ糞便1gあたりのコピー数及びcolony forming unitとして算出した。アンピシリン単剤及び4剤混合投与ICRは、接種後1日の糞便中コピー数が、その他の抗菌剤単剤投与ICR及びいずれのC3H/HeNに比較して高かった。4剤混合投与ICRは、アンピシリン単剤投与ICRよりコピー数が高く、培養法でEHECが定量された。一方、アンピシリン単剤投与ICRは培養法ではEHECの定量はされなかった。アンピシリン単剤及び4剤混合投与ICRは、接種後3及び8日においても高いコピー数を維持し、両マウスともに培養法でEHECが定量された。4剤混合投与C3H/HeNは、8日にコピー数は検出限度以下となった。これらの結果は、腸内細菌叢の組成・多様性について、系統差及び抗菌剤投与による改変を組み合わせることで、EHECの腸管内感染に対する抵抗性の異なる腸内環境を作り出すことができること示している。これらをもとに、EHECの腸管内定着から排除までの経過で、それぞれの腸内細菌叢の組成・多様性及び腸内IgA抗体量を比較することにより、腸管内感染制御における腸内細菌叢及び自然IgA抗体の役割を解析できると考えられる。

我们利用肠出血性大肠杆菌 (EHEC) O157 肠道感染小鼠模型，分析肠道菌群和天然 IgA 抗体在控制肠道感染中的作用。使用了两种小鼠品系：C3H/HeN（对 EHEC O157 感染具有抵抗力）和 ICR（对 EHEC O157 感染具有抵抗力）和 ICR（易感）。氨苄青霉素、万古霉素、新霉素和甲硝唑单独或联合给药，每天两次通过胃给小鼠给药，持续两周。给药结束5天后，胃内接种EHEC O157。接种后1、3、8和14天，通过定量PCR和培养方法对粪便中EHEC O157进行定量，并分别计算为每1 g粪便的拷贝数和菌落形成单位。接种后第一天氨苄西林单药和四药联合ICR的粪便拷贝数高于其他抗菌药物单药ICR和任何C3H/HeN。四药组合ICR的拷贝数高于氨苄青霉素单剂量ICR，并且使用培养方法对EHEC进行定量。另一方面，在单独施用氨苄青霉素的 ICR 中，无法使用培养方法对 EHEC 进行定量。氨苄西林单药和四药联合ICR在接种后3天和8天仍保持高拷贝数，并且通过培养方法对两只小鼠的EHEC进行定量。在以四种药物组合施用 C3H/HeN 的情况下，拷贝数在第 8 天降至检测限以下。这些结果表明，肠道菌群的组成和多样性可以与菌株差异和抗生素施用修饰相结合，以创造对肠出血性大肠杆菌肠道感染具有不同抵抗力的肠道环境。基于这些发现，我们将比较肠出血性大肠杆菌在肠道定植及其消除过程中各肠道菌群的组成和多样性以及肠道IgA抗体的数量，从而确定肠道菌群在控制肠道感染方面的有效性。认为分析天然IgA抗体和天然IgA抗体的作用将成为可能。