バイオフィルムの構造と難治性感染症との関わり

　バイオフィルムは微生物が固体表面に付着し、自ら産生する菌体外マトリクスに包まれて形成する集合体である。中心静脈カテーテルや人工関節などの医療機器に形成された場合、抗菌薬や免疫の作用を受けにくくなり、難治性感染症を引き起こす要因になるとされている。研究グループはこれまでに、黄色ブドウ球菌バイオフィルムの菌体外マトリクスにDNAや環境中のRNAが構成成分として利用されることを報告していたが、細胞膜を構成するリン脂質の種類や役割については明らかになっていなかったと説明している。

　今回の発表では、MRSAが作るバイオフィルムを対象に構成成分を詳しく調べ、L-PGが細胞外で細菌同士を結び付ける機能を持つことが新たに示された。研究グループは、これまであまり注目されてこなかったリン脂質がバイオフィルムの立体構造の形成と維持に関わっている可能性を示す結果だとしている。

　L-PGの生合成には酵素「MprF」が必要であることから、研究グループはMprFを持たない黄色ブドウ球菌の変異株を作製し、独自に開発した透明化イメージング技術「iCBiofilm法」を用いてバイオフィルムの立体構造を観察した。その結果、MprF欠損株ではL-PGが失われ、バイオフィルムの厚みや立体構造が著しく低下したことが確認されたと報告している。

　また、東京慈恵会医科大学附属病院で採取された黄色ブドウ球菌の臨床分離株を用いた実験では、PLA1が細菌そのものを死滅させるわけではないものの、新たなバイオフィルムの形成を防ぎ、既に形成されたバイオフィルムを崩壊させる作用を持つことが確認された。研究グループは、この結果を細菌の防御バリアを標的とする制御手法の一つとして位置づけている。