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

基本信息

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

项目摘要

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。

这项研究的目的是阐明当A组β溶血链球菌（气体）引起暴发性感染（STSS）时，细菌毒化的机制。先前的研究发现，经过20天的肌肉内接种气体的SP2菌株在小鼠中，CSRS/CSRR的突变菌株（一种两组分量调节蛋白基因）出现在局部感染，并在整个体内播种，导致与STSS类似患者类似的病理。在这项研究中，我们想阐明两点：1）在小鼠中毒性的突变菌株中哪些致病基因增加？另外，除了CSRS/CSRR以外，是否没有在整个基因组中发生毒化的基因突变？如果在CSRS/CSRR中发生特定的突变，它如何工作？ 2）除SP2菌株以外的气体中是否存在毒性突变？首先，为了澄清2），将107个SP2菌株注入了DDY小鼠的前肢，每只小鼠的前肢注射到DDY小鼠的前肢中，并在感染后每天检查小鼠的状况和重量。患有STS样症状的小鼠在七氟尿症麻醉下受到心脏穿刺，然后因宫颈脱位而安乐死。肌肉和器官（肝脏，肾脏，脾脏）在肌肉内部位被无菌去除并用1 mL的PBS匀浆。当从血液，肌肉和器官样品中分离链球菌时，从每个菌株中提取DNA，并使用CSR/CSRR靶标进行PCR。结果，有人发现，在所有接种菌株的大约20天之后，在小鼠的肌肉内部位出现了一种有毒的菌株，在CSRS或CSRR中具有突变，并在整个体内播种并死亡。因此，在任何气体菌株中，毒性突变的现象都可以广泛发生。此外，即使在不同的父菌株中，某些突变也很常见。