Campylobacter jejuniの薬剤耐性と細胞生残性に関わるCmeDEFの役割

要約

Campylobacter jejuniの多剤排出システムとしてはCmeABCが重要であり、CmeDEFは2次的な役割をはたしている。また、CmeDEFはCmeABCと共同してC. jejuniの細胞生残性にも関与しており、これらを標的とした本菌の定着阻止技術の開発が期待される。

  • キーワード:Campylobacter jejuni、薬剤耐性、多剤排出システム、CmeDEF、CmeABC
  • 担当:動物衛生研・安全性研究チーム
  • 連絡先:電話029-838-7708、電子メールwww-niah@naro.affrc.go.jp
  • 区分:動物衛生
  • 分類:研究・参考

背景・ねらい

Campylobacter jejuniは大腸菌、サルモネラと並んでヒトの感染事例報告数の最も多い食品媒介性人獣共通感染症病原体の一つである。近年、本菌の薬剤耐性化が世界的に問題となっている。2000年に公表された全ゲノム塩基配列データによるとC. jejuni は2つのresistance-nodulation-cell division(RND)型排出システムを保有している。このうちCme (Campylobacter multidrug efflux) ABCは生得的及び獲得的薬剤耐性の両者について重要な役割を担うことが報告されている。本研究では、その塩基配列から別のRND型排出システムであると推定された、CmeDEFの機能を解析することを目的として実験を行った。

成果の内容・特徴

  • ウェスタンブロット解析(図1)及び転写活性の測定(表1)から、CmeDEFの発現はCmeABCに比べて微弱であることが示唆された。
  • NCTC11168、81-176、及び21190株のcmeF変異株を作出し(F株)、24種抗菌剤に対する抵抗性を親株と比較したところ、NCTC11168 F株では24剤中3剤において親株より抵抗性が減少したが、予想とは逆に81-176 F株で5剤、21190 F株で18剤に対して、親株より抵抗性が増加した。
  • 81-176 Fおよび21190 F株ではcmeABCの転写活性が上昇し(表1)、これらの株では両排出システムの発現が協調している可能性が考えられた。
  • CmeABCの影響を受けない状態でCmeDEFの機能を解析する目的で、81-176および21190株を用いてcmeB/cmeF2重変異株(B/F株)を作出し、cmeB変異株(B株)との間で24種抗菌剤に対する抵抗性を比較した。81-176 B/F株で13剤、21190 B/F株で12剤に対する抵抗性が、それぞれ81-176 B及び21190 B株よりも2~128倍減少した(表2)。
  • ミューラーヒントン液体培地を用いた静置培養において、81-176 B/F株の定常期生菌数は81-176、81-176 B株、及び81-176 F変異株の1/10以下であり、CmeDEFはCmeABCと関連して本菌の細胞生残性にも関与すると考えられた(図2)。

成果の活用面・留意点

  • CmeABCとCmeDEFは薬剤耐性のみならず、C. jejuniの細胞生残性にも関与すると考えられる。これら多剤排出システムの特異的阻害剤を用いることで、本菌のヒトや家畜における腸管内定着を阻止できるかも知れない。

具体的データ

図1.ウェスタンプロット法によるCmeFおよびCmeB蛋白の検出表1.cmeDEFおよびcmeABCの転写活性

表2.cmeB変異株およびcmeB/cmeF2重変異株の各種抗菌剤に対する最小発育阻止濃度(MIC)

図2.81-176およびその変異株の増殖曲線

 

その他

  • 研究課題名:飼料・畜産物の生産段階における安全性確保技術の開発
  • 課題ID:323-d
  • 予算区分:交付金
  • 研究期間:2002~2005年度
  • 研究担当者:秋庭正人、Jun Lin、Yi-Wen Barton、吉井紀代、中澤宗生、Qijing Zhang
  • 発表論文等:Akiba et al. (2006) J. Antimicrob. Chemother. 57: 52-60.