Elucidation of the onset mechanism of streptococcal toxic shock syndrome on the bacterial side using an original mouse model

使用原始小鼠模型阐明细菌侧链球菌中毒性休克综合征的发病机制

• 批准号: 21K06979
• 负责人: 齋藤 光正
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: University of Occupational and Environmental Health, Japan
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06979/
• 关键词: A群β溶血性レンサ球菌; Streptococcus pyogenes; 劇症型レンサ球菌感染症; STSS; マウスモデル; csrS/csrR; 遺伝子変異; GAS; 劇症型レンサ球菌感染症マウスモデル; 突然変異株; A群溶血性レンサ球菌

本研究の目的は、A群β溶血性レンサ球菌（GAS, Streptococcus pyogenes）が劇症型感染症（STSS）を引き起こすときの菌側の強毒化機構を解明することである。これまでの研究で、GASのSP2株をマウスに筋肉内接種して20日前後経過すると、二成分制御系タンパク質遺伝子であるcsrS/csrRの突然変異株が感染局所で出現し、全身に播種されてSTSS類似の病態をきたすことを見出した。本研究で明らかにしたい点は次の2点である。１）マウス体内で強毒化した変異株において発現が亢進しているのはどの病原遺伝子か。また、全ゲノム中、強毒化に寄与する遺伝子変異はcsrS/csrR以外には起きていないのか。もし、csrS/csrRに特異的に変異が入るとすれば、どういう仕組みによるのか。２）強毒化変異は、SP2株以外のGASでも普遍的に生じる現象か。まずは２）を解明するために、SP2株ならびにそれ以外の3株を各107ずつddY マウスの前肢に筋注し、感染後8週間、マウスの状態と体重を毎日チェックした。STSS類似の症状をきたしたマウスは、セボフルレン麻酔下に心臓穿刺してヘパリン加全採血を行い、頸椎脱臼により安楽死させた。筋注部位の筋肉および臓器（肝臓、腎臓、脾臓）を無菌的に摘出し、1 mLのPBSを加えてホモジナイズした。血液、筋肉、臓器の各サンプルからレンサ球菌が分離された場合には、それぞれの菌株のDNAを抽出したのち、csrS/csrRをターゲットとしたPCRを行った。その結果、接種した４株とも20日前後経過すると、マウスの筋注部位でcsrSまたはcsrRに変異を生じた強毒株が出現し、全身に播種されて死亡することが明らかになった。したがって、強毒化変異の現象は、GASのどの株にも広く起こりうる。また変異の位置は異なる親株間でも一部は共通していた。

The purpose of this study was to elucidate the mechanism of virulence of GAS (Streptococcus pyogenes) and STSS. In this study, the SP2 strain of GAS was inoculated in the muscle 20 days after inoculation, and the two-component control system was developed. The csrS/csrR mutant suddenly appeared in the infected site, and the STSS-like disease was observed in the whole body. This study is about two points. 1) In the body, there is a strong poison in the plant. All kinds of toxic substances are transmitted from different sources except csrS/csrR. There are special changes in csrS/csrR, and there are special changes in csrS/csrR. 2) The phenomenon of strong toxic change, GAS except SP2 strains, is common. 3 strains except SP2 strain were infected with 107 times more than SP2 strain. 8 weeks after infection, the status of SP2 strain was determined. STSS-like symptoms include cardiac puncture, cervical dislocation, and so on. Muscle tissue and organs (liver, kidney, spleen) were extracted aseptically, and 1 mL of PBS was added to the tissue. The DNA of the strains isolated from the blood, muscle and organ was extracted by PCR. The results showed that 4 strains were inoculated in 20 days after inoculation, and the csrS and csrR strains were produced in the injection site. The virulent strains appeared in the whole body and died in the whole body. The phenomenon of strong poisoning and variation, GAS and plant growth and development. The position of the difference is different from that of the parent.