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抗シアリル・ルイスX抗体を用いた喘息の治療法

千葉大学薬学部のグループは、シアリル・ルイスX(sLex)糖鎖抗原がアレルギー性喘息の新規な治療ターゲットになり得ることをマウスの喘息モデルを用いて示しました。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8471066/

アレルギー性喘息の進行には正のフィードバックループが存在すると考えられます。

正のフィードバックループの最初の部分は、アレルゲンの吸入から始まり、肺の病原性Th2細胞の活性化をもたらします。活性化されたTh2細胞は、IL-5、IL-4、IL-13などのTh2サイ​​トカインを放出します。IL-5は末梢血に放出され、骨髄中の好酸球前駆体の成熟と増殖を誘導します。IL-4およびIL-13は、B細胞のクラススイッチを促進して、肥満細胞に結合するIgEを放出します。抗原曝露を繰り返すと、肥満細胞からヒスタミンが放出されて上皮細胞に損傷を与え、肺胞マクロファージを活性化してCCL11を放出し、これが好酸球を肺組織に引き付けます。次に、好酸球は、そのsLex糖鎖と内皮に発現するP-セレクチンとの相互作用を通じて喘息の肺に動員され、MBPなどの顆粒タンパク質を放出することによって気道上皮細胞に損傷を与えるとともに、Th2細胞のIL-4、IL-5、およびIL-13らの放出も促進します。これにより、炎症カスケード全体が増幅されます。この正のフィードバックループの存在が、肺へのより多くの好酸球の動員をもたらし、炎症を悪化させると考えられます。

著者らは、P-セレクチンを発現する細胞上での好酸球のローリングにsLexが非常に重要な役割を果たしていることから、上記したような肺組織への浸潤カスケードが、sLexに対する抗体を用いることによってブロックされることを示しました。

オボアルブミンがマウスに喘息を引き起こすために使われており、F2は抗sLex 抗体であります。

植物の生長を促すには、善玉菌の接種という考え方よりも、根圏細菌叢の多様性が基本的に重要である:シュードモナス菌とトマト

Nanjing Agricultural University, Weigang, Nanjing, Chinaらのグループは、根圏微生物の善玉菌効果は、その土壌接種によって直接的に発揮されるというよりも、根圏常在菌叢の多様性をもたらすことによって間接的にドライブされると述べています。
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34641724/

根圏細菌に由来する多様な機能を発揮させる一つの方法は、善玉菌を土壌に直接接種する方法であります。これまでに長い時間をかけて、植物に有利な機能を持つ根圏細菌が選別されてきました、例えば、植物に必要とされる栄養素の可溶化、窒素の固定、病原菌の阻害、などです。しかしながら、善玉菌を土壌に接種しても、常在菌との細菌叢の中において機能を発揮するに必要な濃度を維持できなくなることで、そのような善玉菌効果は周知の如く不安定です。さらに、微生物生理学における固有のトレードオフ問題により、ひとつの微生物種または菌株が植物に提供できる機能の発現は制限されてしまうようです。

従って、善玉菌効果が、根圏細菌の接種によって直接的に発揮されるのか、それとも根圏常在菌叢の変化によって発揮されるのか、ということをきちんと理解することが非常に重要です。

本研究においては、最大8種類の異なったシュードモナス菌を土壌への接種株として使用し、トマトを用いて植物成長促進効果を評価しています。

接種するシュードモナスの菌種を増やすほど、接種した細菌の定着は良くなり、栄養素の吸収、病原菌の抑制、そして植物の生長促進をもたらしていました。決定的なのは、シュードモナス菌の接種が根圏常在菌叢に変化を引き起こし、これらの効果が増強されたということです。これは、接種するシュードモナス菌の種類が多いほど顕著になり、それによって、根圏細菌叢の希少種が増加し、細菌叢における生物多様性が生まれていたのです。in vitroで予見されているシュードモナス菌の善玉菌機能は、個々の植物の成長特性を十分に予測できないことが分かりました。唯一の注目すべき例外は、シュードモナス菌のリン酸可溶化能力と植物の新芽のリン含有量との間の正の相関でした。代わりに、植物成長へのプラスの効果は、植物ホルモンの生産と根圏細菌による資源競争に関連した、接種したシュードモナス菌によって媒介される根圏常在菌叢の変化によって最もよく説明されました。

COVID-19による腎機能障害に対して、uNGALが優れたマーカーとなる

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。

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

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。

CHOとHEK細胞で発現させたSARS-CoV-2 Spikeの糖鎖修飾の違い:HEK細胞の方がOligomannose構造が増加する

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)。

バチルス菌とシュードモナス菌の連携が大麻草を育てる:根圏細菌の代謝物の重要性

University of Moncton, Moncton, NB, Canadaらのグループは、バチルス菌とシュードモナス菌の相互作用が植物の生長を促すと報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8488376/

本研究においては、カナダの土壌から単離されたバチルス菌とシュードモナス菌を使用し、単体を接種した場合、両方を接種した場合で、大麻草の成長に与える影響を調査しています。基本になる土壌には、市販品の土壌である(Promix と Canna coco)が使用されています。

単一菌の接種では、本実験の条件下では、植物の成長促進効果は見られませんでしたが、両方で処理した場合(バチルス菌とシュードモナス菌)には、顕著な植物成長促進効果が見られました。元になる土壌の違いで、効果には若干のバラつきが出ます。

ここで、223と825は、シュードモナス菌、979、1082、279は、バチルス菌。 PromixとCanna cocoは、市販の異なった土壌。

どうして、このような植物成長促進効果が得られるのか?という点が大きな課題なのですが、土壌細菌の代謝経路に違いが見られたことは注目に値します。特に、下記の5種の代謝経路が昂進していました。

  • oxidative glucose degradation
  • creatinine degradation I
  • L-lysine biosynthesis II
  • S-methyl-5-thio-α-D-ribose 1-phosphate degradation I
  • L-methionine salvage cycle III)

これら5種の代謝経路が植物成長促進の背後にあるかも知れず、これらは、バチルス菌やシュードモナス菌の代謝経路にリンクしていることは確かです。

この研究の中で同定されたリン脂質代謝経路 は、植物における重要な二次情報伝達物質経路として知られており、植物ホルモンや土壌細菌の誘発に関係しています。バクテリアから分泌されるリン脂質代謝酵素によって、リンが植物が吸収されやすい形に可溶化され植物の生長に寄与するとされています。シュードモナス菌におけるリン脂質代謝や糖代謝が土壌中の栄養素を吸収しやすい形に変えることで植物の成長が促進されるのでしょう。

SARS-CoV-2 デルタ変異株の感染力が高いのは、合胞体を作る能力がWTより2.5倍高いことによる

Georg-August-University Göttingen, Wilhelmsplatz 1, 37073 Göttingen, Germanyらのグループは、合胞体形成(細胞融合)がSARS-CoV-2 デルタ変異株の感染拡大に寄与しているに違いないと述べています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8487035/

Vero、293T、Caco-2、Calu-3、これらの細胞株はACE2を発現しており、Vero、Caco-2、Calu-3細胞は、しばしばSARS-CoV-2の感染実験に使用されています。デルタ株のSpikeタンパク質は、293TとVero細胞に対しては、WTとほぼ同じ効率で感染しましたが、Caco-2とCalu-3細胞に対しては1.5倍から2.0倍感染効率が上昇していました。しかしながら、デルタ株のSpikeタンパク質とACE2との結合力については、差異は観測されず、Caco-2とCalu-3細胞への感染効率が上昇したのは、一般的に言われているようなACE2へのデルタ株のSpikeタンパク質の結合力が上がったから、というのが原因ではないようです。

SARS-CoV-2 Spikeタンパク質に起因する合胞体の形成がデルタ株の感染力のアップに寄与しているのではという考えがあります。この点を検証するために、ヒトの肺細胞株でACE2を良く発現しているA549細胞を用いて合胞体形成の確認実験が行われました。期待されたように、WTのSpikeタンパク質は合胞体の形成を促しました。驚くべきことに、デルタ株のSpikeタンパク質の合胞体形成はより多く起こっており、WTに比べて合胞体の形成量は2.5倍以上にもなっていました。

このような事から、合胞体(細胞融合)の形成が促進されることが、デルタ株の感染拡大に関係していると結論されました。

SARS-CoV-2がマクロファージに貪食で感染し、炎症カスケードを引き起こす

Department of Immunobiology, Yale University School of Medicine, New Haven, CT, USAらのグループは、SARS-CoV-2のウイルス増殖がマクロファージで起こり、炎症カスケードを引き起こしていると述べています。
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.09.27.461948v1

SARS-CoV-2 が感染している細胞を特定する為、著者らは、MISTRG6-hACE2 マウス(ヒト化-ACE2発現マウス)を使用しました。期待されるように、SARS-CoV-2のウイルスRNAはSARS-CoV-2感染の主要なターゲットである肺上皮細胞から検出されました。しかし驚くべきことに、免疫細胞も同じレベルのSARS-CoV-2ウイルスRNAを持っていました。これらの感染された細胞を可視化し特徴付けるために、MISTRG6-hACE2マウスをレポーターを発現させたウイルス株 SARS-CoV-2-mNG19で感染させました。気管支肺胞洗浄液(BAL)中の大多数の上皮細胞(EPCAM+)は、トータルの肺上皮細胞から見たら少ないのですが、SARS-CoV-2に感染していました。免疫細胞からはクリヤにmNG信号が観測され、そのmNG+ 免役細胞は、主にマクロファージでした。

マクロファージは貪食細胞なので、SARS-CoV-2のウイルスRNAがマクロファージの中で複製したものなのか?それとも感染細胞や残骸の貪食で単に獲得されたものであるのかを判断する必要があります。これを行う為に、まず初めに、ACE2がトランスフェクトされていないMISTRG6マウスのマクロファージのmNG信号が評価されました。このマウスにおいては、上皮細胞はSARS-CoV-2に感染していませんでした。しかしながら、マクロファージには同レベルのmNG信号が観測され、マクロファージによるウイルスの捕獲は、感染された上皮細胞とは独立であることを伺わせます。マクロファージにおけるSARS-CoV-2の複製を決定付ける為に、ウイルス複製の特徴となるウイルス複製産物であるsubgenomic RNAやdouble stranded RNA (dsRNA)、そしてまた複製に関わる酵素であるRNA dependent RNA polymerase (RdRp) らが評価されました。
(1) mNG+ 対 mNG-上皮細胞におけるgenomic 及び subgenomic ウイルスRNAの定量を4日後或いはまた14日後に行った結果では、mNG+上皮細胞とmNG+免疫細胞のみが検出可能なsubgenomicウイルスRNAを示しました。免疫細胞と上皮細胞におけるそのsubgenomic RNAのレベルは同程度であり、両方の細胞で同程度のウイルス複製が起こっていることを示唆していました。
(2) mNG+ 細胞内のdsRNA(ウイルス複製の証)を染色し、mNG信号とdsRNAが同じ場所に局在しているか?を確認したところ、上皮細胞、免疫細胞の両方において同位置に局在していました。
(3) マクロファージの中にRdRpが確認されました。

加えて、マクロファージによる抗体依存性感染増強の存在可能性についてですが、SARS-CoV-2に対するmAbを感染したマウスに与え、35日後に感染度合いをmNG信号で評価しています。肺におけるmNG+のマクロファージが顕著に増加していることが確認されました。

酸化チタン(TiO2)コーティングでSARS-CoV-2を急速に不活化できる

Cambridge Institute of Therapeutic Immunology & Infectious Disease (CITIID), University of Cambridge, Cambridge, UKらのグループは、SARS-CoV-2が酸化チタン(TiO2)コーティングで急速に不活化できると報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8450774/

生きたSARS-CoV-2ウイルスが、TiO2 表面で、わずか20分の光照射でほとんど不活化できます。
5時間後では、生きたウイルスは残っていませんでした。
特質すべきは、SARS-CoV-2ウイルスは未処理のポリスチレン表面では、5時間経過しても感染性をまったく失っていないということです。

このTiO2コーティングは、半年から1年毎の再コーティングで十分であり、将来にわたっても広く応用することが可能です。

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