動物モデルを用いた気管支敗血症菌感染による病態発生機序の解析

利用动物模型分析支气管败血杆菌感染的发病机制

• 批准号: 18K15146
• 负责人: 篠田 典子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K15146/
• 关键词: 百日咳; 咳嗽発作; 感染動物モデル; 気管支敗血症菌; 動物モデル

ボルデテラ属に分類される代表的な病原因子である百日咳菌、パラ百日咳菌および気管支敗血症菌は、いずれも哺乳動物の呼吸器に感染して特徴的な咳嗽発作（咳発作）を引き起こすが、その発症機構は全く明らかになっていない。そこで本研究では、宿主特異性の広い気管支敗血症菌のラットへの感染系を用い、咳原因因子の同定および発症機構の解明を目指した。前年度までにラットを用いて咳発作を解析し、気管支敗血症菌の咳原因因子は抗シグマ因子をコードするbspRの下流で転写制御を受けて発現することを明らかにしている。また、気管支敗血症菌のBvg+相（病原性）の菌体破砕液をラットに投与すると咳発作が起こるのに対し、Bvg-相（非病原性）菌体破砕液投与では咳発作は起こらない。以上の知見から、Bvg+相で発現し、かつBvg-相でほとんど発現せず、またBspRによって発現レベルに影響を受ける因子を咳原因因子の候補として探索を試みた。BspR欠損株菌体破砕液の投与量を変更し咳発作を解析したところ、野生株と同様の咳発作の推移を示した。このことから咳因子は感染時のみBspRの制御を受けることが示唆された。そこで、野生株とbspR欠損株を比較したRNA-seqと、Bvg+相とBvg-相を比較したマイクロアレイを組み合わせて解析し、Bvg+相で発現し、かつBvg-相でほとんど発現せず、またBspRによって発現レベルに影響を受ける81の候補遺伝子を選出した。更に候補遺伝子を絞り込むため、ラット気管感染時における野生株およびbspR欠損株についてin vivo RNA-seqに供することを目指した。現在RNAサンプルの抽出方法について検討中である。今後は野生株およびbspR欠損株についてin vivo RNA-seqを行うこと、また分画した菌体破砕液を用いた咳原因因子の探索を行う予定である。

百日咳博德特氏菌、副百日咳博德特氏菌和支气管败血博德特氏菌是属于博德特氏菌属的典型病原体，它们都会感染哺乳动物的呼吸道并引起特征性咳嗽发作（咳嗽发作），其致病机制尚不完全清楚。因此，在本研究中，我们旨在利用具有广泛宿主特异性的支气管败血博德菌的大鼠感染系统来确定咳嗽的致病因素并阐明发病机制。去年，我们用大鼠分析了咳嗽发作，发现支气管败血博氏菌的咳嗽因子是在 bspR 下游的转录控制下表达的，bspR 编码抗 sigma 因子。此外，给大鼠施用支气管败血杆菌的Bvg+相（致病性）细胞悬浮液会引起咳嗽发作，而施用Bvg-相（非致病性）细胞悬浮液则不会引起咳嗽发作。基于上述发现，我们试图寻找在Bvg+相中表达、在Bvg-相中几乎不表达且其表达水平受BspR影响的因子作为咳嗽引起因子的候选因子。当我们通过改变 BspR 缺陷菌株细胞裂解物的剂量来分析咳嗽发作时，我们发现咳嗽发作随着时间的推移而变化，其方式与野生型菌株相似。这表明咳嗽因子仅在感染期间受 BspR 调节。因此，我们将比较野生型菌株和bspR缺陷菌株的RNA-seq与比较Bvg+期和Bvg-期的微阵列相结合来分析结果，我们选择了81个表达水平受到影响的候选基因。为了进一步缩小候选基因范围，我们的目标是在大鼠气管感染期间对野生型菌株和 bspR 缺陷菌株进行体内 RNA-seq。我们目前正在考虑提取 RNA 样本的方法。未来，我们计划对野生型菌株和 bspR 缺陷菌株进行体内 RNA 测序，并利用分级分离的细菌细胞裂解物寻找引起咳嗽的因素。