薬学の世界

分子微生物科学研究室所属の5年生3名が、2023年3月25〜28日に北海道大学（札幌）で開催された「日本薬学会第143年会」にて研究成果の発表を行いました。

医療薬学研究センターに所属する大学院博士課程4年次生・前田 龍人さんを第一著者とする論文が分子微生物科学教室との共同研究という形でAccess Microbiologyに掲載されました。この論文では、前田さんが勤務する呉医療センターにおいて分離されたMRSA株に関して、分離の頻度と抗菌薬の使用状況との関係について考察した他、パルスフィールド電気泳動法によって菌株の遺伝子を系統分類するとともに、様々な病原因子の遺伝子の保有状況等から分離された菌株を分子疫学的に解析した成果を論述しています。

Molecular epidemiological and pharmaceutical studies of methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolated at hospitals in Kure City, Japan Open Access

論文掲載URL: https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/acmi/10.1099/acmi.0.000319

分子微生物科学教室に所属する大学院博士課程4年次生・上田 充展さんを第一著者とする論文がFrontiers in Cellular and Infection Microbiologyに掲載されました。この論文では、アエロモナス菌が産生するセリンプロテアーゼ（ASP）が腸管上皮組織のタイトジャンクション構成タンパク質にどのような影響を与えるのかについて論述しています。

Aeromonas sobria Serine Protease Degrades Several Protein Components of Tight Junctions and Assists Bacterial Translocation Across the T84 Monolayer

Ueda M, Kobayashi H, Seike S, Takahashi E, Okamoto K and Yamanaka H

論文掲載URL: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcimb.2022.824547/full

Aeromonas 属菌は下痢症など腸管感染症を引き起こす病原細菌です。本菌はあらゆる環境下でバイオフィルムを形成します。臨床においても、本菌が医療機器にバイオフィルムを形成し、人へ感染する事例も報告されています。このように、バイオフィルム形成が起点となって感染が媒介されるケースも報告されていることから、本菌が形成するバイオフィルムの性質を知ることは、本菌感染症の予防法や治療法の確立に応用できると考えています。 今回の本研究成果は、Aeromonasのバイオフィルム形成が菌体外に分泌する外膜小胞 (Outer membrane vesicles : OMVs)によって媒介させることを示しています。今後は、更に詳細に分子機構を解析し、本菌のみならずグラム陰性菌感染症の新たな予防法，治療法の開発に役立てたいと考えています。 なお、本研究は日本学術振興会 科学研究費補助金事業の研究助成金（20K16255）により進めたものであり、岡山大学インド感染症共同研究センターと横浜薬科大学の研究者とも協働して研究を進めたものです。

Outer membrane vesicles released from Aeromonas strains are involved in the biofilm formation.

Seike S, Kobayashi H, Ueda M, Takahashi E, Okamoto K, Yamanaka H (2021) Front. Microbiol. 11:613650.

論文掲載URL: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2020.613650/full

文部科学省 科研費 基盤研究（C）　研究課題名:「Aeromonas 属菌由来外膜小胞によるbiofilm形成メカニズムの解析」

研究期間: 2022年4月ー2025年3月　研究代表者:  清家 総史

文部科学省 科研費 基盤研究（C）　研究課題名:「地域圏における抗菌薬使用数量や薬剤耐性菌の疫学解析が抗菌薬適正使用に与える影響」

研究期間: 2022年4月ー2025年3月　研究代表者: 佐和 章弘　研究分担者: 山中 浩泰、木村 幸司、小林 秀丈、清家 総史

文部科学省 科研費 基盤研究（C）　研究課題名:「Aeromonas の組織侵襲における糖脂質認識機構の解析とその応用」

研究期間: 2020年4月ー2023年3月　研究代表者: 小林 秀丈

文部科学省 科研費 若手研究　研究課題名:「Aeromonas 属菌のbiofilm 形成における分子メカニズムの解明」

研究期間: 2020年4月ー2022年3月　研究代表者:  清家 総史

文部科学省 科研費 若手研究（B）　研究課題名:「腸管感染細菌が惹起する劇症型感染症の発症機構と分子疫学解析」

研究期間: 2016年4月ー2018年3月　研究代表者: 小林 秀丈

文部科学省 科研費 基盤研究（C）　研究課題名:「広島県下医療施設の抗菌薬使用数量と耐性菌分離率並びに分離株の性状に関する調査研究」

研究期間: 2016年4月ー2019年3月　研究代表者: 佐和 章弘　研究分担者: 山中 浩泰、木村 幸司、小林 秀丈

分子微生物科学研究室所属ならびに医療薬学研究センター（共同研究先）所属の博士課程大学院生2名が、「第58回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会」での発表成果が評価され学生発表奨励賞を受賞しました。

Aeromonas 属菌は下痢症など腸管感染症を引き起こす病原細菌である。さらに一部の細菌性食中毒では腸管感染にとどまらず、菌が全身に移行するなど重症化するケースも報告されている。その中でも A. sobria、A. hydrophilaによる感染ではしばしば四肢の壊死を伴った劇症型感染症へと進展している。今回、Aeromonasの組織侵入に関わる因子について解析を行った。その結果、ASPが上皮バリア破壊を引き起こす因子であること，さらにASPは細胞間接着に重要なnectin 2やafadinの分解に関わることを明らかにした。本研究成果がAeromonasの組織侵入における分子機構の解明に役立つことを期待している。本研究は日本学術振興会 科学研究費補助金事業 の研究助成金により進められたものである。

Aeromonas sobria serine protease decreases epithelial barrier function in T84 cells and accelerates bacterial translocation across the T84 monolayer in vitro

Kobayashi H, Seike S, Yamaguchi M, Ueda M, Takahashi E, Okamoto K, Yamanaka H (2019) PLOS ONE 16;14(8):e0221344.

論文掲載URL: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0221344

ABO式血液型はヒトの輸血および細胞／組織／臓器移植において最も重要な血液型の一つである。本研究では、A型抗原の生成に関わる糖転移酵素（AT）が特別な条件化では、別の血液型であるフォルスマン血液型の抗原（FORS1）の生合成を触媒すること、さらに69位のアミノ酸置換によりその合成能が格段に向上されることを明らかにした。FORS1は通常ヒトでは存在しないが、細胞のがん化などで出現することが知られている。本成果は、ヒトにおけるがん化に伴ったFORS1出現の新たな分子メカニズムを提供するものと考えている。

ABO blood group A transferase and its codon 69 substitution enzymes synthesize FORS1 antigen of FORS blood group system

Miyako Yamamoto, Maria Cristina Tarasco, Emili Cid, Hidetomo Kobayashi, and Fumiichiro Yamamoto, Scientific Reports, volume 9, Article number: 9717 (2019)

論文掲載URL: https://www.nature.com/articles/s41598-019-46029-7

分子微生物科学研究室所属ならびに医療薬学研究センター（共同研究先）所属の博士課程大学院生2名が、2019年3月20〜23日に千葉県にて開催された「日本薬学会第139年会」で発表を行いました。

本学薬学部の分子微生物科学研究室と有機合成化学研究室，および京都産業大学とインド感染症共同研究センターの研究グループとの共同研究成果としてPLoS ONEに発表した学術研究論文が、プラットホームWeb情報誌Biomedical Advancesに編集長選抜（Editor’s Picks）によるバイオ医学分野のブレークスルー研究として認定，紹介されました。

【関連先リンク】

http://biomedical-advances.org/ep-20182-8/

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0186392

Aeromonas 属菌のセリンプロテアーゼ（ASP）は、菌の病原性に密接にかかわる主要な病原因子である。今回、本学の有機合成化学教室に種々の蛍光合成基質を合成していただき、ASP の基質特異性に関して酵 素学的に検討した。また得られた知見をASP の構造学的な解析結果と照らし合わせ、総合的に考察した。その結果、ASP のoccluding region に局在し、酵素の触媒ポケットの開口部付近に存在するArg-566 残基が基質認識に重要な役割を果たす一部位であることを明らかにした。本研究は日本学術振興会 科学研究費補助金事業 の研究助成金により進められたものである。

Involvement of the Arg⁵⁶⁶ residue of Aeromonas sobria serine protease in substrate specificity
Kobayashi H, Otsubo T, Teraoka F, Ikeda K, Seike S, Takahashi E, Okamoto K, Yoshida T, Tsuge H, Yamanaka H (2017) PLOS ONE 12(10): e0186392.

論文掲載URL: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0186392

分子微生物科学教室所属の5年生2名が、2017年10月21〜22日に徳島大学にて開催された「第56回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会」で口頭発表を行いました。

Molecular epidemiological and pharmaceutical studies of methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolated at hospitals in Kure City, Japan Open Access
Maeda R​, Kobayashi H, Higashidani M, Matsuhisa T, Sawa A, Miyake K, Tayama Y, Kimura K​, Itoh H, Okano T, Seike S, Yamanaka H (2022) Access Microbiol. 25:000319.
(https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/acmi/10.1099/acmi.0.000319)

Aeromonas sobria Serine Protease Degrades Several Protein Components of Tight Junctions and Assists Bacterial Translocation Across the T84 Monolayer
Ueda M, Kobayashi H, Seike S, Takahashi E, Okamoto K and Yamanaka H (2022) Front. Cell. Infect. Microbiol. 22:824547.
(https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcimb.2022.824547/full)

Outer membrane vesicles released from Aeromonas strains are involved in the biofilm formation
Seike S, Kobayashi H, Ueda M, Takahashi E, Okamoto K, Yamanaka H (2021) Front. Microbiol. 11:613650.
(https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2020.613650/full)

Aeromonas sobria serine protease decreases epithelial barrier function in T84 cells and accelerates bacterial translocation across the T84 monolayer in vitro
Kobayashi H, Seike S, Yamaguchi M, Ueda M, Takahashi E, Okamoto K, Yamanaka H (2019) PLOS ONE 16;14(8):e0221344.
(https://doi.org/10.1371/journal.pone.0221344)

ABO blood group A transferase and its codon 69 substitution enzymes synthesize FORS1 antigen of FORS blood group system
Miyako Yamamoto, Maria Cristina Tarasco, Emili Cid, Hidetomo Kobayashi, and Fumiichiro Yamamoto, Scientific Reports, volume 9, Article number: 9717 (2019)
(https://www.nature.com/articles/s41598-019-46029-7)

Aeromonas sobria serine protease decreases epithelial barrier function in T84 cells and accelerates bacterial translocation across the T84 monolayer in vitro
Hidetomo Kobayashi, Soshi Seike, Masafumi Yamaguchi, Mitsunobu Ueda, Eizo Takahashi, Keinosuke Okamoto, Hiroyasu Yamanaka
PLOS ONE 16: e0221344.(2019) 
(https://www.hirokoku-u.ac.jp/pharm/m_microbiological/the_action_of_asp_on_the_intestinal_tissue/)

Involvement of the Arg566 residue of Aeromonas sobria serine protease in substrate specificity

Hidetomo Kobayashi, Tadamune Otsubo, Fumiteru Teraoka, Kiyoshi Ikeda, Soshi Seike, Eizo Takahashi, Keinosuke Okamoto, Toru Yoshida, Hideaki Tsuge, Hiroyasu Yamanaka

PLoS ONE 12: e0186392.(2017)
（https://www.hirokoku-u.ac.jp/pharm/m_microbiological/the-substrate-specificity-of-asp/）

Structural Basis for Action of the External Chaperone for a Propeptide-deficient Serine Protease from Aeromonas sobria

Hidetomo Kobayashi, Toru Yoshida, Takuya Miyakawa, Mitsuru Tashiro, Keinosuke Okamoto, Hiroyasu Yamanaka, Masaru Tanokura and Hideaki Tsuge

J. Biol. Chem. 290: 11130-11143 (2015)
（ニュース・トピックスhttp://www.hirokoku-u.ac.jp/information/2015/17495/17489.html）

Properties of hemolysin and protease produced by Aeromonas trota

Eizo Takahashi, Haruka Ozaki, Yoshio Fujii, Hidetomo Kobayashi, Hiroyasu Yamanaka, Sakae Arimoto, Tomoe Negishi and Keinosuke Okamoto

PLoS One 9: e91149 (2014)

Analysis of Carboxy Terminal Domain of Metalloprotease of Elastolytic Aeromonas hydrophila

Eizo Takahashi, Hidetomo Kobayashi, Hiroyasu Yamanaka, Mayu Nakanishi, Arisa Tateishi, Takemi Abe, Sakae Arimoto, Tomoe Negishi and Keinosuke Okamoto

Biol. Pharm. Bull. 36:1174-1182 (2013)

The tail nick augments Aeromonas sobria serine protease (ASP) activity in plasma through retarding inhibition by a2-macroglobulin

Yoji Murakami, Yoshihiro Wada, Hidetomo Kobayashi, Makoto Hasegawa, Keinosuke Okamoto, Masatoshi Eto and Takahisa Imamura

FEBS Lett. 586: 3613-3617 (2012)

Inhibition of Aeromonas sobria serine protease (ASP) by α2-macroglobulin

Yoji Murakami, Yoshihiro Wada, Hidetomo Kobayashi, Atsushi Irie, Makoto Hasegawa, Hiroyasu Yamanaka, Keinosuke Okamoto, Masatoshi Eto and Takahisa Imamura

Biol. Chem. 393: 1193–1200 (2012)

Production and properties of lipase of Aeromonas sobria

Eizo Takahashi, Hidetomo Kobayashi, Hiroyasu Yamanaka, Yoshifumi Takeda, Gopinath Balakrish Nair, Sakae Arimoto, Tomoe Negishi and Keinosuke Okamoto

Microbiol. Immunol. 5: 295-307 (2012)

Structural and functional analysis of the serine protease from Aeromonas sobria

Hidetomo Kobayashi

YAKUGAKU ZASSHI 12: 1781-1786 (2011)

Inhibition of biosynthesis of metalloprotease of Aeromonas sobria by sodium chloride in the medium

Eizo Takahashi, Hidetomo Kobayashi, Hiroyasu Yamanaka, Gopinath Balakrish Nair, Yoshifumi Takeda, Sakae Arimoto, Tomoe Negishi and Keinosuke Okamoto

Microbiol. Immunol. 1: 60-5 (2011)

Maturation pathway of metalloprotease produced by Aeromonas sobria

Eizo Takahashi, Yoshio Fujii, Hidetomo Kobayashi, Hiroyasu Yamanaka, Gopinath Balakrish Nair, Yoshifumi Takeda, Sakae Arimoto, Tomoe Negishi and Keinosuke Okamoto

Microbiol. Immunol. 54: 596-605 (2010)

The carboxy-terminal tail of Aeromonas sobria serine protease is associated with the chaperone

Hidetomo Kobayashi, Arisa Tateishi , Hideaki Tsuge, Eizo Takahashi, Keinosuke Okamoto and Hiroyasu Yamanaka

Microbiol. Immunol. 53: 647-57 (2009)

Structural basis for the kexin-like serine protease from Aeromonas sobria as a sepsis-causing factor

Hidetomo Kobayashi, Hiroko Utsunomiya, Hiroyasu Yamanaka, Yoshihisa Sei, Nobuhiko Katunuma, Keinosuke Okamoto and Hideaki Tsuge

J. Biol. Chem. 284: 27655-27663 (2009)

MacAB is involved in the secretion of Escherichia coli heat-stable enterotoxin II

Hiroyasu Yamanaka, Hidetomo Kobayashi, Eizo Takahashi and Keinosuke Okamoto.

J. Bacteriol. 190: 7693-7698 (2008)

Production of C5a by ASP, a serine protease released from Aeromonas sobria

Hidetoshi Nitta, Takahisa Imamura, Yoshihiro Wada, Atsushi Irie, Hidetomo Kobayashi, Keinosuke Okamoto and Hideo Baba.

J. Immunol. 181: 3602-3608 (2008)

Impaired plasma clottability induction through fibrinogen degradation by ASP, a serine protease released from Aeromonas sobria

Takahisa Imamura, Hidetoshi Nitta, Yoshihiro Wada, Hidetomo Kobayashi and Keinosuke Okamoto.

FEMS Microbiol. Lett. 284: 35-42 (2008)

Design and synthesis of benzenesulfonanilides active against methicillin-resistant Staphylococcus aureus and vancomycin-resistant Enterococcus

Kensuke Namba, Xiaoxia Zheng, Kazunori Motoshima, Hidetomo Kobayashi, Akihiro Tai, Eizo Takahashi, Kenji Sasaki, Keinosuke Okamoto, Hiroki Kakuta

Bioorg Med Chem. 1: 6131-44 (2008)

Activation of prothrombin by ASP, a serine protease released from Aeromonas sobria

Hidetoshi Nitta, Hidetomo Kobayashi, Atsushi Irie, Hideo Baba, Keinosuke Okamoto and Takahisa Imamura.

FEBS Lett. 581: 5935-5939 (2007)

Studied on the region involved in the transport activity of Escherichia coli TolC by chimeric protein analysis

Hiroyasu Yamanaka, Satoshi Tadokoro, Masaya Miyano, Eizo Takahashi, Hidetomo Kobayashi and Keinosuke Okamoto.

Microb. Pathog. 42: 184-192 (2007)

Induction of vascular leakage and blood pressure lowering through kinin release by a serine proteinase from Aeromonas sobria

Takahisa Imamura, Hidetomo Kobayashi, Rasel Khan and Keinosuke Okamoto.

J. Immunol. 117: 8723-8729 (2006)

Cleavage specificity of the serine protease of Aeromonas sobria, a member of the kexin family of subtilases

Hidetomo Kobayashi, Eizo Takahashi, Keiji Oguma, Yoshio Fujii, Hiroyasu Yamanaka, Tomoe Negishi, Sakae Arimoto-Kobayashi, Takao Tsuji and Keinosuke Okamoto.

FEMS Microbiol. Lett. 256: 165-170 (2006)