アーカイブ: 2021年10月16日

Department of Medicine, Columbia University, New York, USAらのグループは、COVID-19において、尿中好中球ゼラチナーゼ結合性リポカリン（uNGAL）が、組織病理学的損傷（AKI）、腎機能障害（AKI）、そしてCOVID-19患者の重症度と定量的に相関していると報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8497954/

注意すべきは、COVID-19の患者は、2.6倍AKIを発症する可能性が高く（35.2% vs. 13.6%, P＜0.0001）、3.9倍AKIが持続してしまう可能性が高く（17.5% vs. 4.5%, P＜0.0001）、1.8倍腎機能障害が重症化してしまう可能性がある（Acute Kidney Injury Network (AKIN) stages 2-3, 12.5% vs. 6.8%, P＜0.01）ということです。このように、腎機能障害というのは、COVID-19感染に共通する特徴なのですが、血中クレアチニン（SCr）は、このような腎機能障害に対してはあまり感度の良いマーカーとは言えません。

例えば、SCrは、診断のカットオフ値に達するまで十分な時間をかけて蓄積された後、過去に遡って腎機能障害を検出することしかできません。 加えて、限局的な腎組織へのダメージでは、SCrには顕著な影響は起こらない可能性があります。SCrの値が上昇したことが顕著な場合でも、尿細管損傷の証拠は、COVID-19の患者で良く見られる下痢によって尿の量が少なくなっているような場合、欠けているかも知れませんし、SCrの上昇は、クレアチニン産生を促すCOVID-19における横紋筋融解症の発生によっても乱されてしまいます。

そこで、著者らは、uNGALと尿中KIM-1 (uKIM-1) がマーカーとして使用できないかについて、コロンビア大学の救急科におけるニューヨークのCOVID-19パンデミックのピーク（March-April 2020）時の444名のコホートデータを使用して検討しました。

結果として、uKIM-1ではなく、uNGALが腎機能障害の重症度と非常に良く相関していることが分かりました（下図参照）。uNGALのレベルは、AKINのステージと共に階段状に上昇しています（P＜0.0001）。同様にuRGALのROCカーブもAKINのステージと共に上昇しています（0.70-0.93）。uNGALは、カットオフ値を15ng/mLとした時に、感度＝80%、特異度＝75% でAKINステージ2や3を診断することができました。

College of Life Science, South-Central University for Nationalities, Wuhan, Chinaらのグループは、根圏細菌であるアシネトバクターがインドール-3-酢酸の産生とリンの可溶化を促進し、大豆の成長を顕著に加速したと述べています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8498572/

農業用の土壌から単離されたアシネトバクター pittii gp-1は、リン可溶化根圏細菌として知られています。実際に、アシネトバクター pittii gp-1を接種した場合に、下記のように大豆の成長が顕著に加速されました。

ふるいに掛けた土壌 200 g + 滅菌した水 100 ml (CK treatment)
ふるいに掛けた土壌 195 g + Ca₃(PO₄)₂ 5 g + 滅菌した水 100 ml (Tri treatment)
ふるいに掛けた土壌 200 g + アシネトバクター懸濁液 10 ml (107 cfu/ml) + 滅菌した水 90 ml (Sup treatment)
ふるいに掛けた土壌 195 g + Ca₃(PO₄)₂ 5 g + アシネトバクター懸濁液 10 ml (107 cfu/ml) + 滅菌した水 90 ml (Bac treatment)

植物ホルモンとして知られるインドール-3-酢酸もBac treatmentで顕著に産生量が増えており、大豆の成長を促進したものと考えられます。

Center for Biologics Evaluation and Research, Food and Drug Administration, Baltimore, MD, USAらのグループは、SARS-CoV-2 SpikeをCHOとHEK細胞で発現させた場合の糖鎖修飾の違いについて述べています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8497748/pdf/fchem-09-735558.pdf

CHO細胞の場合には、SARS-CoV-2 Spikeの糖鎖修飾は、二分岐複合型N型糖鎖が多く、且つα2-3Siaの修飾を強く受けています。それに対してHEK細胞の場合には、Oligomannose構造が増加しており、シアル酸修飾も減少しています（α2-6Siaの方が多くなる）。

Shandong Agricultural University, Shandong, Chinaのグループは、リンゴ農園の土壌から単離されたバチルス amyloliquefaciens QSB-6がリンゴの根に与える影響について報告しています。
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2021.746799/full

ここでは、下記の４種類の土壌がリンゴの木の根に与える影響について議論されています。

• 31年リンゴ農園の未処理の土壌 (CK1)
• 同じ土壌をブロモメタンで燻蒸したもの(CK2)
• 同じ土壌で肥料のみを加えたもの(T1)
• 同じ土壌でバチルス amyloliquefaciens QSB-6 接種を行ったもの (T2)

興味深いことに、CK2、T2、T1 土壌がリンゴの木の根の成長を顕著に促進しました。そして、その促進効果は、次のような順番となりました、CK2 > T2 > T1 > CK1。

根圏バクテリアの数は、T2処理で顕著に上昇しており、CK1に比較して、9,64倍も高くなっていました。そしてまた、根圏の真菌の数は、CK2とT2で顕著に減少しており、CK1に比較して、85.58% (CK2)、81.74% (T2) 減少していました。
QSB-6からの細胞外代謝物は、真菌類に対して強い抗菌作用を示し、下図に示すようにフサリウムの菌糸の成長や胞子の発芽を大きく阻害しました。

(A) Fusarium proliferatum, (B) Fusarium solani, (C) Fusarium verticillioides, (D) Fusarium oxysporum

つまり、バチルス amyloliquefaciens QSB-6 は、土壌中のフサリウムに対する高い阻害効果を持ち、顕著にリンゴの木の根の成長を促進したのです。リンゴの病気対策として、根圏細菌を用いた制御法が非常に高い潜在能力を持つことが示されています。

Technical University of Denmark, Kongens Lyngby, Denmarkらのグループは、バチルス菌がシュードモナス菌を代謝物のクロスフィーディングを介してリクルートし、植物の成長を助けると報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8483172/

バチルス菌とシュードモナス菌は、植物の根圏における善玉菌として最も広範囲に研究されています。植物の善玉菌（バチルス velezensis SQR9を含む）は、植物の生長を助け、病気に強くし、塩害にも強くするとして知られています。このような植物の根における細菌類の共生と植物の生長促進には、根圏での効率的なバイオフィルムの形成が不可欠とされおり、細胞外多糖類（EPS）やTasAタンパク質線維が関わっています。

バチルス菌の一種であるB. velezensis SQR9 の根圏における影響を調べるために、キュウリの種まき後、二週間目にSQR9を接種し、その16日後に根圏土壌サンプルを回収しました。シュードモナス、Vogesella、 Pseudoxanthomonas、Chryseobacterium、 Pseudoduganella、Lysobacter、lebsiella、Cellvibrioらの根圏バクテリアが増加していることが判明しました。特に、これら増加した根圏バクテリアの38％は、シュードモナス菌であり、バチルス菌がシュードモナス菌らをリクルートし、お互いが相乗的に相互作用していることが示唆されました。

この根圏バクテリアのコンソーシアム（バチルス菌とシュードモナス菌）は、水田土壌において、強いキュウリの成長効果を示し、二種類の菌が相乗することで、単独の場合に比べて、根の長さや重さ、そしてまた葉緑素の量が顕著に増加していました。この水田土壌を塩害化した場合には、シュードモナス stutzeri XL272 がコントロールに対してのみならず、最も強い塩害耐性をもたらしました。この塩害耐性ですが、シュードモナス stutzeri XL272単体の場合よりも、根圏バクテリアコンソーシアムの方が若干高くなっていることにも着目しましょう。これらの結果は、植物生育促進性根圏細菌（PGPR）が土着の善玉菌の根圏における再構成を促し、結果として植物の生長と塩害ストレスへの耐性を高めているということを物語っています。

しかし、大きな問題は、どのようにしてバチルス velezensis SQR9 がシュードモナス菌ら善玉菌をリクルートしたのか？ということであります。
著者らは、 分枝鎖アミノ酸のような代謝物のクロスフィーディングがそのメカニズムを理解する上での鍵であると、バチルス菌とシュードモナス菌のトランスクリプトームの変化から推測しています。イメージとしては、以下のような感じです。
バチルス velezensis SQR9 が根からの分泌物に引き寄せられ、その根圏で共生を開始します。植物の根にバイオフィルムが形成されると、そこから代謝物が分泌され、土着の植物善玉菌（シュードモナス菌など）がそれに引かれて集まってきます。このようにして強く連携したバイオフィルムが形成されることで、これらの菌は細胞外マトリックスや代謝物を共有し、根圏での適応性を高めていきます、そしてその結果、植物の生長が促進され塩害に対するストレス耐性も向上するのです。