ロビンス・デバイスと共焦点レーザー走査顕微鏡を用いた緑膿菌biofilmの解析

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Biofilm samplerとしてRobbins deviceを接続したin vitro複雑性尿路感染症モデル実験系を用いて,カテーテル表面に形成される細菌biofilmの経時的形成過程,ならびに,各種薬剤に対する反応性を解析し,カテーテル留置複雑性尿路感染症の治療法あるいは予防法を検討した。従来の走査電顕による観察に加えて,菌量を解析する新しい方法としてのATP量測定法,ならびに,biofilmを生細胞と水分を含んだままのglycocalyxとして観察することが可能な共焦点レーザー走査顕微鏡(CLSM)を用いた解析法の有用性も併せて検討した。その結果,ホタルルシフェリン・ルシフェラーゼ法を用いたケミルミネッセンス法によるATP量測定により,菌量をbioactivityとして測定することが可能となった。また,CLSMを用いて,緑膿菌biofilmの至適観察条件を検討した結果,菌体の染色にはacridine orangeおよびsafranineが,matrixの染色にはFITC-ConAが優れていた。Robbins deviceを用いて,シリコン上に形成された緑膿菌biofilmに対する薬剤の効果を検討した結果,高濃度のキノロン剤がある程度の効果を示すことがわかった。また,キノロン剤とFOMの併用にて併用効果が認められ,CLSMの観察でも,表層から深層に至るまで菌の変形や染色性のばらつきが見られたことより,biofilm全層にわたる効果が明らかとなった。Robbins deviceを用いた実験系は,細菌biofilmに対するin vitro実験系として有用であり,CLSMを用いたbiofilmの観察法は,その立体的構築や抗菌性物質の作用メカニズムの解析法として有用である。今後も,大腸菌など他菌種での検討や,カテーテル素材の研究など幅広い応用を予定している。