エピゲノム解析によるMRSAのアウトブレイク株解析と予防法の樹立

利用表观基因组分析MRSA暴发菌株分析并建立预防方法

• 批准号: 22K16278
• 负责人: 山崎 由里子
• 金额: $ 2.91万
• 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: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K16278/
• 关键词: MRSA; アウトブレイク; 多剤耐性菌; NICU; エピゲノム; 院内感染

メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)は皮膚の重症感染症の原因となる他、アトピー性皮膚炎の病状を悪化させるなど、皮膚に悪影響を及ぼす細菌の代表であり、院内アウトブレイクがしばしば問題となっている。代表者は最近、単施設内で1つのMRSA株がエピゲノム進化によって抗生剤寛容性、外来遺伝子取り込み能、バイオフィルム産生能を獲得しつつアウトブレイクを引き起こしたことを世界で初めて突き止めた。しかしどのような環境・ホスト要因がMRSAのエピゲノム進化を引き起こすかは依然不明である。本研究ではアウトブレイク株に特有のエピゲノム変化パターンを同定し、細菌学的根拠のある予防法や治療法の確立に繋げることを目指して、MRSA臨床株に対してエピゲノム解析を行っている。本年度はまず、単一施設でアウトブレイクを起こしたMRSAの複数の臨床株に対してエピゲノム解析を行なった。細菌のとりうるメチル化形式を網羅するため、複数のエピゲノム解析手法を組み合わせて検討を行った。その結果、転写効率に関わる特定の遺伝子に変化が集中して見られることがわかった。同遺伝子の欠損株を共同研究者と作成し、欠損株の表現型をin vitroで解析することで、アウトブレイク株の臨床的特徴を引き起こした遺伝子発現やエピゲノム進化を突き止めることができている。エピゲノム解析に加えて、動物実験モデルを用いた感染実験やin vitroの細胞感染実験を行い、MRSAのアウトブレイク株が臨床的にもホスト体内で生存し病院内に蔓延りやすい性質となっていることを確認した。

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）是具有不良皮肤作用的细菌的代表，例如引起严重的皮肤感染并恶化特应性皮肤炎的状况，而且医院暴发通常是一个问题。该代表最近在世界上首次发现，单个MRSA菌株通过表观基因组进化实现了抗生素耐受性，外源基因摄取和生物膜生产能力，从而导致爆发。但是，目前尚不清楚哪些环境和宿主因素会导致MRSA的表观基因组演变。这项研究使用MRSA临床菌株的表观基因组分析，目的是确定爆发菌株独有的表观基因组变化，并以细菌学基础建立预防和治疗方法。今年，我们首先对MRSA的多种临床菌株进行了表观基因组分析，该临床菌株在一个中心爆发。为了覆盖细菌的可能甲基化形式，将多个表观基因组分析方法合并以进行研究。结果，发现变化集中在参与转录效率的特定基因中。通过与合作者创建相同基因的缺陷菌株并分析体外缺陷菌株的表型，我们能够鉴定出导致暴发菌株的临床特征的基因表达和表观基因组进化。除表观基因组分析外，还进行了使用动物实验模型和体外细胞感染实验的感染实验，以确认MRSA的爆发菌株在宿主体内生存，并且容易在医院内传播。

项目成果

Staphylococcus aureus reversibly regulates Agr quorum sensing to cause an outbreak in a hospital

金黄色葡萄球菌可逆地调节 Agr 群体感应，导致医院爆发疫情

• 发表时间: 2023
• 作者: Yuriko Yamazaki;Hiroki Takahashi;Akiko Takaya;Yumi Matsuoka-Nakamura;Manabu Fujimoto
• 通讯作者: Manabu Fujimoto