Study on moonlighting functions of extracellular matrix components in biofilm development

细胞外基质成分在生物膜发育中的兼职功能研究

基本信息

批准号：
20H02904
负责人：
杉本真也
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Jikei University School of Medicine
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでに我々は、バイオフィルム感染症の主要な起炎菌である黄色ブドウ球菌の菌体外マトリクスには、細胞質の成分や細胞膜の構成成分が含まれ、それらの一部はバイオフィルムの構造維持に極めて重要な役割を果たすことを見出した。本研究の目的は、このような生体高分子が有する本来の機能とは異なる別の機能（ムーンライト機能）を、独自に開発した解析・観察法を用いて解明することである。2021年度は、黄色ブドウ球菌のバイオフィルム形成における細胞外リン脂質の作用機序と黄色ブドウ球菌のバイオフィルムを効果的に殺菌する方法について検討した。具体的には、高分解能走査電子顕微鏡や超解像顕微鏡を用いて、細胞外リン脂質（特にLys-PG）が黄色ブドウ球菌の細胞間を結合させる“接着剤”として機能する様子を捉えることに成功した。また、凝集した黄色ブドウ球菌の細胞表層に見られる微粒子がリン脂質分解酵素によって消失する様子をイメージングすることもできた。さらに、リン脂質分解酵素・DNA分解酵素・多糖分解酵素を含む酵素カクテルが、様々な種類の黄色ブドウ球菌および表皮ブドウ球菌臨床分離株のバイオフィルム形成を抑制し、かつ、これらの成熟したバイオフィルムを破壊できることを見出した。そして、本酵素カクテルと抗菌薬の併用効果を調べ、より効果的にバイオフィルム内の黄色ブドウ球菌を殺菌できる反応条件を見出すことができた。これらの成果に加えて、菌体外マトリクスに含まれるRNAのムーンライト機能に関する論文がnpj Biofilms and Microbiomes誌に受理された。

迄今为止，我们发现金黄色葡萄球菌（生物膜感染的主要病原体）的细胞外基质含有细胞质成分和细胞膜成分，其中一些成分是生物膜结构的一部分，我们发现它在生物膜感染中发挥着极其重要的作用。维护。本研究的目的是利用独立开发的分析和观察方法，阐明这些生物聚合物与其原始功能不同的不同功能（月光功能）。 2021财年，我们研究了细胞外磷脂在金黄色葡萄球菌生物膜形成中的作用机制以及有效杀灭金黄色葡萄球菌生物膜的方法。具体来说，我们将使用高分辨率扫描电子显微镜和超分辨率显微镜来了解细胞外磷脂（特别是Lys-PG）如何作为“粘合剂”将金黄色葡萄球菌细胞成功地粘合在一起。他们还能够通过磷脂降解酶对聚集的金黄色葡萄球菌细胞表面层上发现的微粒消失进行成像。此外，含有磷脂降解酶、DNA降解酶和多糖降解酶的酶混合物抑制了各种类型的金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌临床分离株的生物膜形成，并且还发现它抑制了这些成熟生物膜的形成。可能被摧毁通过研究这种酶混合物和抗菌剂的联合作用，我们能够找到更有效地杀死生物膜内金黄色葡萄球菌的反应条件。除了这些结果之外，一篇关于细胞外基质中 RNA 兼职功能的论文也被 NPJ Biofilms and Microbiomes 接受。