尿 路 感 染 症 患 者 分 離Proteus rniyabilisの 病 原 性 発 現 因 子 の 解 析
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(2) 964. 室. 防 い だ 後,ラ. ッ トを 一 週 間 飼 育 し た.途. 谷. 中死亡. 勝. 久. ム緩 衝 液(pH. 7.7)に て 洗 浄 後,菌. 体 を50mMリ. した ラ ッ トお よ び 一 週 間 飼 育 後 の ラ ッ トを剖 検. ン酸 カ リウム 緩 衝 液 に再 懸 濁 して 酵 素 液 と した.. し,各 尿 路 臓 器 に お け る 組 織 障 害 お よ び尿 路 結. Kmお. 石 の 有 無 に検 討 を加 え た.. け る活 性 をLineweaver‑Burkプ. 本 実 験 に 供 試 し たP. 定 は,一. mirabilisのLD50の. 測. 夜 培 養 菌 を集 菌 洗 浄 後PBSに. て各種. 菌 濃 度 に 調 製 した もの0.1mlを 一 群5匹. の6週 齢. よ びVmaxの. 5.. P. mirabilisの mmのU字 れ(培. 3.. 方 法15)に し た が っ て 算 定 した.. 運 動 性 は,長. さ45cm,内. 形 ガ ラ ス 管 に0.14%寒 地 全 長35cm),一. 出液 ま た はPBSを0.1ml上 ラニ ー. ル 酢 酸 に て ネ ガ テ ィ ブ染 色 を 施 して 行 っ た.ま. 径8. 天 加TSBを. 入. 端 に菌 液(109cells/ml). 0.2mlを 他 端 に蛋 白量0.4mg/mlに. 付着 因子 の解析. 各 菌 株 の 線 毛 の 観 察 は,菌 体 を2%ウ. にて 測 定 した17).. 運動 性 お よび走化性 の測 定. の マ ウ ス の 生 死 を 確 認 し て 行 い, Reed Muenchの. ロ ッ ト して 求. め た.タ ンパ ク質 量 は, Lowry法. 雄 ス ィ ス マ ウ ス尾 静 脈 よ り注 入 し, 4日 目 ま で and. 測定 は各種 基質 濃度 にお. 調 製 した組 織 抽. 層 し た 後37℃ で 静. 置 し,培 地 中 の 濁 りの 移 動 を経 時 的 に 測 定 す る 事 に よ り判 定 した.組. 織 抽 出 液 に 対 す る走 化 性. た 各 菌 株 に お け る 線 毛 の タ イ プ の判 定 と線 毛 保. は,各 供 試 菌 株 の 組 織 抽 出 液 側 で の運 動 性 の促. 有 菌 の 割 合 は,ネ ガ テ ィ ブ 染 色 菌 体100個 を無 作. 進 に よ り判 定 した.. 為 に 抽 出 し て 調 べ た.. 走 化 性 試 験 の た め の 組 織 抽 出 液 は,正 常 ラ ッ. 供 試 株 の ラ ッ トお よ び マ ウ ス 膀 胱 上 皮 細 胞 へ. ト各 種 臓 器 を摘 出 し, PBS中. に て細切 洗浄後 ポ. の 付 着 能 の 測 定 は,剥 離 した 膀 胱 上 皮 細 胞 へ の. ッ タ ー 型 テ フ ロ ン ホ モ ジナ イ ザ ー に て組 織 懸 濁. 付 着 菌 数 に よ り求 め た.ラ. 液 と し, 10,000xg,. 胱 上 皮 細 胞 は,膀. ッ トお よ び マ ウ ス膀. 胱 を摘 出,切. 開 後,膀. を上 に して 虫 ピ ン で 伸 展 し,ス て 上 皮 細 胞 をPBS中. 胱腔側. ラ イ ドグ ラ ス に. に剥 落 し, 1回PBSで. ポ リ‑L‑リ ジ ン(平 均 分 子 量20,000)塗. 壊 の 組 織 を 除 去 した 上 清 を0.45μmフ. P. mirabilisの. 血 清 お よび マ ウ ス尿 中 で の. 生存性 の測定. 布 ス ライ. ドグラスに 付 着 させ,残 存 の ポ リ‑L一リジンはBSA. ィル ター. に て ろ 過 滅 菌 し て 調 整 し た. 6.. 洗 浄 し て 破 壊 細 胞 を除 き調 製 し た.剥 離 細 胞 は,. 30分 間 の 遠 心 分 離 に て 未 破. 供 試菌株 の血清 お よび尿 中での 生存性 の測定 は,一. 夜 培 養 菌0.5ml. (1×109cells/ml)を. それ. に て ブ ロ ッ ク し た.膀 胱 上 皮 細 胞 へ の 付 着 菌 数. ぞ れ 等 量 の ヒ ト血 清,子. は,. 合 後37℃ に て イ ン キ ュ ベ ー トし,経 時 的 に菌 数. Pmirabilis菌. 液(1×109cells/ml)を. 記 ス ラ イ ドグ ラ ス に 滴 下, 37℃, で ィ ン キ ュ ベ ー ト後,未. 上. 30分 間 湿 箱 中. 結 合 の 菌 体 をPBSに. の 測 定 を行 っ た.マ ウ ス尿0.45mlに. 牛 血 清,ウ. ウ ス 尿 中 で の 生 存 性 は,マ. 一 夜 培 養 菌50μl (5×109cells/. て 十 分 に 洗 浄 除 去 した プ レパ ラ ー トを ギ ム ザ 染. ml)を. 色 を 施 した 後,検. 時 的 に菌 数 の 測 定 を行 っ た.供. 鏡 下 で 算 定 した.各. 菌株 の細. 胞 付 着 性 は, 20個 の剥 離 膀 胱 上 皮 細 胞 に 付 着 し た 菌 数 の 平 均 を求 め て 比 較 を行 っ た. 各 菌 株 の 赤 血 球 凝 集 は,市 血 をPBSに. 球 浮 遊 液 と して, 1×l09/mlの 合 後,. 4℃,. 20℃,. て4%赤. 地 に 所 定 濃度. 殖 に よ り調 べ た. 結. 菌 懸 濁 液 と等 量 混. 37℃ の 各 温 度 条 件 で 各 々10. 1.. 供 試P.. mirabilis (No.. . 25, No. 30)お よ り改 良 さ. 果. mirabilisの 病 原性 の 判 定. 臨 床 分 離P.. ウ レ アー ゼ 活 性 の 測 定 ウ レ ア ー ゼ 活 性 は, Akamatsuに. 試菌 の培養 にお. よぼ す 尿 素 添 加 の 影 響 は, TSB培. 血. 分 間 の微 弱 振 盪 撹 拌 後 判 定 した. 4.. 混 合 後, 37℃ に て イ ン キ ュベ ー トし,経. の 尿 素 添加 を行 い, 37℃ 弱 振 盪 条 件 で の 菌 の 増. 販 の各種 動物脱繊. て 数 回 洗 浄 後, PBSに. マ 血 清 と混. 2,. 常 に 弱 い と考 えられ る教 室 保 存P.. 6,. No. mirabilis(No.. れ たis)イン ドフ ェ ノー ル法 に よ り測 定 した.一 夜. 1)を. TBSに. 10分 間 の遠. 逆 行 性 尿 路 感 染 モ デ ル 実 験 に よ る致 死 活 性 お よ. ン酸 カ リウ. び 腎 膿 瘍 と尿 路 結 石 形 成 の 有 無 に よ り,ま た マ. て培 養 し た菌 液 を6,000xg,. 心 分 離 に よ り集 菌 し, 2回100mMリ. 用 い て,各. No.. よ び実 験 の 対 照 と して毒 力 の非. 菌 株 の 毒 力 の 判 定 を テ ッ トの.
(3) P. mirabilisの Table. 1 Analysis. of pathogenecity. mirabilis. of various. 病 原 性 発 現 因 子 の解 析 P.. Table. 965. 2 Distribution. strains.. of piliated. cells in various. P. mirabilis.. Data. were expressed. P. mirabilis. as % of each category. of. cells.. 25お よびNo.. 30で は 各 々1.7×107お. 106と 強 力 な 毒 性 を示 した. No.. よ び3.5×. 1で は4.3×109. で あ っ た.以 上 の よ うに 臨 床 分 離 株 は 比 較 的 高 い病 原 性 を有 す る こ とが 明 か と な っ た の で 以 下 の 実 験 に お い て これ らの 菌 株 に お け る個 々 の 病 原 性 発 現 因 子 へ の 解 析 を加 え た. 2.. P. mirabilisの. 近 年,付. 付 着 因 子 の解 析. 着 に 関 与 す る菌 体 側 因 子 と して 線 毛. の 存 在 が 重 要 視 され て い る の で、 臨 床 分 離P. mirabilisに お け る 線 毛 と各 種 細 胞 に 対 す る付 着 活 性 に解 析 を加 え た. Fig. 1に 代 表 的 な 菌 株 に み られ る線 毛 の ネ ガ テ ィ ブ 染 色 像 を示 した.す Fig.. 1. Electron. micrographs. of two. types. of. pili observed in clinically isolated P. mirabilis strains. A: 7 P pili of No. 25, B:. な わ ち,線 毛 の 径 が7nm,中. 1A)と,線. 5 P pili of No. 30. Bar, 100nm.. 空 の ため 線 毛 の 中. へ 染 色 液 の 侵 入 が 認 め ら れ る直 線 的 な7 P(Fig. 毛 の径 が4‑5nm,線. 毛 内に染 色. 液 の 侵 入 が 認 め ら れ な い 曲 が り くね っ て い る5 ウ ス に 対 す る致 死 活 性 をLD50の め た. Table. 1に 示 した ご と く,臨 床 分 離 株 は. 全 て ラ ッ トの 致 死 活 性,腎 形 成 を 示 し た.特 にNo. の 形 成 を認 め,そ 4‑5mm径. 測 定 に よ り求. 膿瘍 お よび尿路 結石 6株 は 高 率 に 尿 路 結 石. の うちの膀胱 結石 の大 きさは. P. (Fig. 1 B)に. 大 別 さ れ た.. 動 物 通 過 後TSBに お け る 線 毛 の種 類,線 毛 密 度 は,ネ. 作 為 に 各 々100個 選 び,電 子 顕 微 鏡 観 察 に よ り調 べ た.結 果 をTable. 30は 他 の2株. P線 毛 保 有 菌 が23%,. の臨床分 離株 に比べや. や 高 い 致 死 活 性 を示 し た.ま. た, No. 30に お い. て は 腎 膿 瘍 が 高 率 に観 察 され た.一 に お い て は1匹 て い た が,致. だ け 約1mm径. 方, No.. 1. の 膀 胱 結 石 を有 し. 死 活 性 お よ び 腎 膿 瘍 は 全 く観 察 さ. マ ウ ス に お け るLD50の. 測 定 か ら,臨 床 分 離. 株 は 全 て108オ ー ター 以 下 の菌 数 を示 し,特 にNo.. 2に 示 し た. No.. 2は,. 5. 7 P線 毛 保 有 菌 が2%で,. 各 線 毛 の 密 度 は 非 常 に低 か っ た. No. P線 毛 保 有 菌 の 割 合 が88%と 菌 は 存 在 しな か っ た.ま. 6は,. 5. 高 く, 7 P線 毛 保 有. た, No.. 6はNo.. 2と. 同 様 菌 の 個 体 当 りの 線 毛 密 度 は低 か っ た. No. 25 は, 98%が7. れ なか っ た.. 目の各菌株 に. ガ テ ィブ 染 色 を施 し た各 菌 株 を無. に達 す る もの が 多 く存 在 した. No. 25. お よ びNo.. て 継 代3代. 毛保 有菌 の割合 お よび線. P線 毛 を保 有 して お り,線 毛 保 有. 菌 の 線 毛 密 度 も非 常 に 高 か った(Fig. 30は,. 45%の. 1 A). No.. 菌 が5 P線 毛 を有 し,線 毛 保 有 菌.
(4) 966. 室 Table. *: **:. 3 Adherence. of various. 谷. P. mirabilis. 勝. 久. to bladder. epitherial. Distribution of adherent bacterial numbers among 20 bladder Mean of adherent bacterial numbers on one bladder epitherial. cells. epitherial cell .. of mice and rats.. cells .. に お け る 線 毛 密 度 は 非 常 に 高 か っ た(Fig. 1 B). ま た,. 2%の. 菌 は7 P線 毛 を保 有 して い た が,. こ れ らの 菌 にお け る線 毛 密 度 は著 し く低 か っ た. い ず れ の 菌 株 に お い て も同 一 菌 体 に2種 類 の 線 毛 を有 す る も の は な か っ た.な 毛保 有 菌 の 割 合 が10%以. お, No.. 1は 線. 下 で あ り,保 有 菌 に お. け る 線 毛 密 度 も著 し く低 か っ た. Table. 3に は 各 菌 株 の 剥 離 した マ ウ スお よび. ラ ッ ト膀 胱 上 皮 細 胞 へ の 付 着 性 を ま とめ た.い ず れ の 菌 株 に お い て も膀 胱 上 皮 細 胞 へ の 付 着 菌 数 に は 大 きな ば らつ きが 存 在 した.単. 一の 細胞. 当 りの付 着 菌 数 を比 較 して み る と,線 毛 の タ イ プ に 関係 な く,線 毛 密 度 の 高 い菌 株(No. よ びNo.. 25お. Fig.. 2. Micrograph. of piliated. P. mirabilis. ad. herence to exfoliated mouse bladder epitherial cell. The adherence pattern is. 30)に お い て 高 い 付 着 菌 数 を 示 し た.. そ れ ぞ れ の 菌 株 で マ ウ ス と ラ ッ トの 膀 胱 上 皮 細. obtained. by No. 25. Bar, 0.1mm.. 胞へ の 付 着 性 に有 意 差 は 殆 ど認 め られ な か っ た. な お,こ れ らの 菌 の 付 着 性 は反 応 液 中 に0.1Mマ. 哺 乳 動 物 赤 血 球 に 広 く凝 集 を示 し,差 と して は,. ン ノー ス の 添 加 を行 っ て も阻 止 さ れ な か っ た.. 前 者 の み が 羊 と家 兎 の 赤 血 球 凝 集 性 を示 し た.. Fig. 2は,マ. ウ ス 膀 胱 上 皮 細 胞 へ 最 も 良 く菌 が. 付 着 した 例 を 示 した. 線 毛 の レ セ プ タ ー 認 識 能 の特 異 性 に 解 析 を加 え る ため,各. こ れ ら菌 株 に お い て 観 察 さ れ た赤 血 球 の 凝 集 性 は い ず れ も反 応 液 へ の マ ン ノー ス の 添 加 で 阻 害. 菌 株 に お け る各 種 動 物 赤 血 球 凝 集. 性 に検 討 を加 え た.血 球 凝 集 能 は4℃, 37℃ の 各 温 度 条 件 で 調 べ た. Table. 20℃,. 4に 示 さ れ. を受 け なか っ た. 3.. ウ レ ア ー ゼ 活 性 お よび ウ レ ァ ー ゼ 阻 害 剤 の. 影響 ウ レ ア ー ゼ は, Proteus属. 細 菌 に お い て は その. る ご と く,各 菌 株 共 反 応 温 度 の上 昇 に 伴 っ た 凝. 産 生 量 が 高 い こ とか ら有 力 な病 原 因 子 と考 え ら. 集 活 性 の 増 加 と凝 集 赤 血 球 の ス ペ ク トル の 広 が. れ て い る.臨 床分P. mirabillisの. りが 観 察 さ れ た.ま. 活 性 の 測 定 を行 っ た 結 果,培. た,臨. 床 分 離 の4株. 類 の 赤 血 球 を最 も良 く凝 集 し た. No. 6は ほ ぼ 同 一 の 成 績 を示 した.そ 血 球 の ス ペ ク トル が 広 いNo.. 共 に烏 2とNo.. し て,凝 集 赤. 25とNo.. 30で は. ウレアーゼ. 地 中に尿素 が存在. し な い場 合 に は 菌 株 に 関 係 な くウ レア ー ゼ 活 性 の80‑85%が, に は90‑95%が. 0.6%尿. 素 存 在 下 で 培 養 した 場合. 菌 体 画 分 に 活 性 が 存 在 した .そ.
(5) P. mirabilisの Table. 4 Agglutinabilities. of various. 病 原性発 現 因子の解析. P. mirabilis. against. the red blood. Table. 967 cells of different. 5 Summary. of urease. animal. species.. activity. kinetics. grown. in media. of various P. mirabilis with or without urea.. こ で,菌 体 を用 い て,各 種 基 質 濃 度 に お け る ウ レ ア ー ゼ 活 性 の 測 定 を行 っ た. Fig. 3に1例. と. し て,尿 素 有 無 の 条件 で培 養 したNo.. 25に お け. る ウ レ ア ー ゼ 活 性 とLineweaver‑Burkプ. ロッ. ト図 を示 した.供 成 績 をTable. 試 菌5株. のKmとVmaxの. 5に 示 し た が,培 養 時 に お け る 尿. 素 の 存 在 の 有 無 に 関 係 な くKm値 22.2mMの. は18.4か. ら. 範 囲 に 存 在 して お り,各 菌 株 の ウ レ. ア ー ゼ は ほ ぼ 同 一 の 性 質 を有 す る も の で あ る こ. Fig. 3. Urease activities of P. mirabilis (No. 25) grown in media with and without urea (A) and those kinetics analysis (B) .. とが 明 か と な っ た. Vmax値. は尿素 非存在下 で. 培 養 した 場 合, 0.44‑0.49の. 範 囲 内 に あ り,臨. 床 分 離 株 で ほ ぼ 同一 の 成 績 を示 し た.ウ. レア ー. ゼ は 尿 素 存 在 下 で そ の 産 生 が 誘 導 さ れ る の で,.
(6) 968. 室. 谷. 勝. 久. Table. 6 Summary of chemotaxis assay of P. mirabilis to various rat tissue extracts.. *: Chemotaxis to rat tissue extracts was measured by U -tube method . **:. Concentration of tissue extracts adjusted to 0.4mg/ ml and 0.1ml of each used chemotaxis experiments.. 組 織 抽 出物 を 入 れ た 側 ま で 移 動 して か ら典 型 的 な運 動 「 生の 差 が 観 察 さ れ た.他. 端 にPBSの. み. を 入 れ て あ る場 合 に は い ず れ の 菌 株 に お い て も 4時 間 目か ら17時 間 目 ま で は菌 の 運 動 速 度 は ほ ぼ 一 定 で あ り, No. mm/h,. Fig. 4. Analysis of swarming ability and chemo taxis of P. mirabilis No. 25 to tissue extracts. The tissue extracts put on ter minal side of medium in U-shape tube were abbriveated as kidney (K), ureter (U), spleen (S), liver (L), bladder (B) and PBS (N) .. No.. 1で8.4mm/h,. 6で9.1mm/h,. No. 30で11.8mm/hで. No.. No.. 2で9.0. 25で10.5mm/h,. 菌 株 に よ る差 は ほ とん ど無. か っ た.各 菌 株 に お い て,運 動 速 度 の 増 大 が観 察 さ れ た場 合 を走 化 性 陽 性 と して, Table そ の 結 果 を ま とめ た. No.. 1お よびNo.. 6に 2は,. いか な る 組 織 抽 出 物 に 対 し て も走 化 性 を示 さ な か っ た.一 方, No.. 6は 尿 管 抽 出 物 に, No. 25. は尿 管 と腎 臓 抽 出 物 に, No. 30は 膀 胱,尿 管, 尿 素 存 在 下 で培 養 した5株 共 にVmaxの. 上昇 が. 腎臓 抽 出物 に走 化 性 を示 し た.な. 観 察 さ れ た.Kmが. 上昇 は. 臓 抽 出 物 に 対 して は い ず れ の 菌 株 も走 化 性 を示. 同 じ場 合Vmaxの. 酵 素 量 の 増 加 と考 え ら れ る の で 尿 素 存 在 下 で培. さ な か っ た.. 養 し た菌 に お け る ウ レ ア ニ ゼVmaxの. 5.. 差 は,各. 菌 株 の 産 生 す る酵 素 量 の 差 と考 え られ る.ウ ア ー ゼ 産 生 量 は, No. 2,. No. ま た,ウ. 6,. 1の 順 で あ っ た. レア ー ゼ の特 異 的 阻 害 剤 と して 知 ら acid17),18). を菌 液 と共 に 膀 胱 注 入 し た場 合 に は, No.. 2お. 6で は尿 路 結 石 と 腎 膿 瘍 の 形 成 は全 く. 観 察 さ れ ず, No. 25お よ びNo.. 30で は 小 さ い 腎. 膿 瘍 の 形 成 が 観 察 され た. 4.. P. mirabilisの. P. mirabilisは. 4株 の 臨 床 分 離 株 は,各. 々50%の. ヒ ト血 清,. マ 血 清 と37℃ に て1時. 間 インキュ. ベ ー トす る と,い ず れ の 株 に お い て も90%以 上 の菌 数 の 低 下 を観 察 し た が,臨. 床 分 離4株. は 明 確 な差 異 を 認 め な か っ た.ま. 間で. た,こ の 血 清. に よ る殺 菌 作 用 は 非 働 化 血 清 に お い て もほ ぼ 同 じ成 績 が 得 ら れ た. 上 記 と同 様 に し て マ ウ ス 尿 と イ ン キ ュベ ー ト. 運 動 性 と走 化 性. し た 場 合 に お い て は,菌 数 の 減 少 は70‑80%程. 腸 内細 菌 科 の 中 で も最 も活 発. な 運 動 能 を有 して い る. Fig. 4にNo.. 血 清 お よ び 尿 に対 す る抵 抗. 性 の解析. 子 牛 血 清,ウ. れ て い る2mg/mlのacetohydroxamic. よ びNo.. レ. No. 30, No. 25, No.. P. mirabilisの. お,肝 臓,脾. 25のU. 字 管 で の 運 動 能 測 定 結 果 の 一 例 を示 し た.約15 cmの とこ ろ まで 組 織 抽 出物 の 影 響 が 認 め られ ず,. 度 で あ っ た が,. 2%の. た場 合 に は,著. しい増殖 阻害 が全 ての供試菌 に. お い て 観 察 さ れ た.. 尿 素 存 在 下 で菌 を培 養 し.
(7) P. mirabilisの. 考. 病 原性発 現 因子の解 析. 969. す る菌 体 の 多 いNo.. 察. は,強 いHAお 宿 主 一寄 生体 関係 の解析 は感染症 発 症機 序 を 解 明 す る上 で 不 可 欠 な 条 件 で あ り,多. くの研 究. 25お よ びNo.. 付 着 性 が 観 察 され た(Table 5Pお. 30に お い て. よ び 剥 離 し た膀 胱 上 皮 細 胞 へ の. よ び7P線. 3).以 上 の よ うに,. 毛 の レ セ プ タ ー 認 識 能 は,羊. 者 が 種 々 の 寄 生 体 を 用 い て 解 析 を行 っ て い る.. お よ び 家 兎 赤 血 球 凝 集 性 に 差 が 認 め られ る 以 外. P. mirabilisは,尿. に 明確 な差 は 認 め ら れ ず,こ の 結 果 はAdegbola. 路 感 染 に お い て,上. 部 尿 路,. 特 に 腎 臓 に 障 害 を与 え る傾 向 が あ る点 で 大 き な 特 徴 を有 して い る.本 菌 で は, Seniorの. グルー. 等8)の報 告 と も よ く一 致 して い た. Pazin. and. Braude6)は,. Proteus菌. を鞭 毛 ま. プ が 積 極 的 に 解 析 を行 っ て お り,本 菌 の 病 原 性. た は菌 体 に 対 す る抗 体 で 処 理 す る こ とに よ り,. 発 現 因 子 と し て ウ レ ア ー ゼ が 重 要 で あ る と報 告. 菌 の 膀 胱 か ら 腎臓 へ の上 行 が 阻 止 され る の で菌. し て い る1),3), 4). Pazin. の 上 行 感 染 に は 運 動 性 が 重 要 で あ る こ と を指 摘. and. Braude6)に. よれ ば,. 菌 体 特 に 鞭 毛 に 対 す る抗 体 が上 部 尿 路 へ の 菌 の. して い る.本 実 験 に お い て は,軟 寒 天 培 地 を 入. 移 行 を阻 止 す る こ とか ら,上 部 尿 路 で の 病 原 性. れ たU字. 管 に お け る各 供 試 菌 株 の 運 動 性 を調 べ. の発 揮 は,強. た が,い. ず れ の 株 も強 力 な 運 動 性 を示 し,各 株. い 運 動 性 に起 因 す る と して い る.. 他 方, Adegbolo等8)やWray等9)は,線. 毛 の種. 間 の 運 動 性 に ほ とん ど差 を認 め なか っ た.し か. 類 と尿 路 上 皮 へ の 付 着 性 に 解 析 を加 え て,本 菌. し,組 織 抽 出物 に 対 す る 走 化 性 に 検 討 を加 え た. において は腎臓 細胞 表面 の レセプ ター を特 異的. 結 果,特. に 認 識 して 付 着 す る 線 毛 の 存 在 は 明 か で な い と. るNo.. 述 べ て い る.彼 等 と は逆 に, Sareneva等. は,組. す る走 化 性 が 観 察 され た.この こ とは, P. mirabilis. mirabilisの 結 合 能 の 観 察 よ り,. が 高 頻 度 に 腎臓 感 染 を起 こ す 一 因 と して こ の 走. 織 切 片 へ のP. MR/P保. 有 菌 が 尿 細 管 上 皮 細 胞 に, MR/K保. に 腎 臓 に 対 す る病 原 性 の 強 い と思 わ れ 25お よ びNo.. 30で は,腎. 臓抽 出物 に対. 化 性 の 強 さが 重 要 な 因 子 とな っ て い る可 能 性 を. 有 菌 が 糸 球 体 と尿 細 管 基 底 膜 に そ れ ぞ れ特 異 的 に結 合 す る と報 告 して い る12).さらに, Peerbooms. 強 く示 唆 して い る. ウ レ アー ゼ は 以 前 よ り良 く知 られ たProteus属. 等14)は,血 清 の 有 す る殺 菌 作 用 に 対 す る抵 抗 性 の. 細 菌 の 病 原 性 発 現 因子 で あ るが3),5),こ れ が 最 重. 差 も病 原 性 発 現 に 関 係 す る と報 告 して い る.こ. 要 の組 織 障 害 因 子 で あ る可 能 性 はTable. れ らの 報 告 の 何 れ に お い て も本 菌 の 特 異 的 感 染. びTable. 様 式 を十 分 に 説 明 で きな い で い る.. あ る.ウ レ ア ー ゼ 産 生 量 の 高 いNo.. Proteus属. 細 菌 に お け る付 着 因 子 と して は,マ. ン ノー ス の 添 加 に よ り赤 血 球 凝 集(HA)が さ れ な いMR/P線. 毛 ま た はMR/K線. ン ノー ス 添 加 に よ りHAが. 阻害. 毛 と,マ. 阻 害 さ れ るMS線. 毛 とが知 ら れ て い る10).大 腸 菌 で はMS線. MS線. 毛 は ほ と ん ど観 察 さ れ ず,本. 5の 結 果 を比 較 す る こ とに よ り明 か で. レアーゼ が尿路特 に. は. 実 験の供 試. よ る結 石 形 成 に 関 与 して い る事 は 明 か で あ る. な お,腎. 局所 で の ウレアーゼ の関与 は明確 に で. きな か っ た が,ウ レア ー ゼ の 特 異 的 阻 害 剤aceto hydroxamic. Proteusに 存 在 す る4‑5㎜. が 著 し く軽 減 し た こ とやGriffith. 1B)は,形. と同 一 と考 え られ, 毛(Fig.. 1A)は,. の 径 を 有 す る5P 態 学 的 にMR/K線. 7nmの MR/P線. れ らは ほ. とん どが 膀 胱 結 石 で あ り腎 臓 組 織 中 で の 結 石 形 成 は 認 め ら れ なか っ た.ウ. 菌 株 に お い て も全 く観 察 さ れ な か っ た,他 方,. 線 毛(Fig.. 6に お い て. 高 頻 度 に 尿 路 結 石 が 形 成 さ れ るが,こ. 膀 胱 内 で の 尿 素 分 解 に 伴 っ た尿 の ア ル カ リ化 に. 毛が. 尿 路 感 染 に深 く関 わ っ て い るが11),Proteusで. 1お よ. acidの. 注 入 実 験18)で 腎 膿 瘍 の 形 成 and. Musher. 毛. の報 告 よ り19),本酵 素 の 腎 障 害 へ の 関 与 は 明か な. 径 を有 す る7P線. もの と考 え られ る.ウ. 毛 に 相 当 す る と思. る菌 に よ る組 織 障 害 は,胃 潰 瘍,十 二 指 腸 潰 瘍,. レ ア ー ゼ を強 力 に 産 生 す. わ れ る10).菌が 保 有 す る線 毛 の 種 類 の 違 い は,剥. あ る い は慢 性 胃 炎 患 者 か ら高 頻 度 に検 出 さ れ る. 離 し た膀 胱 上 皮 細 胞 へ の 付 着 性 やHAに. Helicobacter. ど影 響 し な か っ た(Table. 3,. Table. ほ とん. pyloriに お い て よ く研 究 され て い. 4)陰 さ. る. Hazell等20), 21)は,本 菌 ウ レア ー ゼ と消 化 性. らに,線 毛 の種 類 は 異 な る が 線 毛 を 高 密 度 に 有. 潰 瘍 と の 関 連 を 強 調 して い る.し か し本 実 験 に.
(8) 970. 室. お い て,直. 谷. 接 的 に組 織 障 害 性 とP. mirabilisウ. 勝. 久. もの と考 え る.. レ ア ー ゼ の 関 係 は 明 瞭 に 出来 なか っ た. Table. 結 1に 示 した 総 合 的 な 病 原 性 判 定 結 果 と. 個 々 の 因 子 に 関 す る解 析 結 果 の 関 連 を 各 菌 種 に. 論. 本 研 究 で は,病. 原 性 の 異 な る 臨 床 分 離P.. つ い て ま とめ る と次 の 如 くな る. No. 30は,付. mirabilisを. 着 性,ウ. mirabilisの 病 原 性 発 現 過 程 に, 1). レ ア ー ゼ,走. い 活 性 を示 し,ラ. 化 性 い ず れ を と っ て も強. ッ トで の 高 率 の 膿 瘍,結. 石形. 成 お よび マ ウ ス で の 致 死 活 性 の 高 い こ と と も よ く一 致 して い た. No. 25は,付. 着 性 と走 化 性 は. No. 30と ほ ぼ 同 じで あ っ たが,ウ が 低 か っ た た め 結 石 は2/7に 6に お い て は,ウ. レア ー ゼ 活 性. と ど ま っ た. No.. レア ー ゼ 活 性 が 最 も 強 力 で あ. っ た の で 観 察 さ れ た膀 胱 結 石 は 極 め て大 きか っ た.付. 着 性 は 弱 く,走 化 性 も尿 管 に 対 して の み. 示 すNo.. 6に 腎 臓 に 対 す る病 原性 は 期 待 で きな. い はず で あ る に もか か わ らず,高 認 め た こ とは,膀. 率 に腎膿瘍 を. 胱 結 石 の た め 尿 の 滞 留 に伴 っ. 用 い て,尿. 路 感 染 症 に お け るP.. 侵 入 後 尿 路 上 皮 へ の 付 着 ・定 着, 対 す る菌 の 抵 抗 性, 臓 へ の 上 行,. 4). 3). 菌 の膀 胱 内 2). 尿成分 に. 強 力 な 運 動 性 に よ り腎. 腎 臓 へ の 上 行 後,菌. の産生 す. る強 力 な ウ レ ア ー ゼ に よ る組 織 障 害 の 進 行 等 の 観 点 か ら解 析 を加 え た. そ の 結 果,高. い 病 原 性 を有 す るP. mirabilis. (No. 25, No. 30)は,. 5 Pま. た は7 P線 毛 の. 種 類 に は 関 係 な く,個 々 の 菌 体 に お け る線 毛 密 度 の 高 い もの が 尿 路 上 皮 へ の 高 い付 着 性 を示 し た.こ. れ らの 強 病 原 性 発 現 株 で は,運. の 弱 病 原 性 株 と異 な ら な い が,尿. 動 性 は他. 路 臓 器 抽 出物. た 菌 の 腎臓 へ の 流 入 が あ っ た た め と考 え られ る.. に対 して 強 力 な 走 化 性 を示 す 点 で 異 な っ てい た.. ま た, No.. 更 に,臨. 1お よ びNo.. 2の よ うに い ず れ も病. 床 分 離P.. mirabilisに お け る病 原 性 の. 原 性 が 弱 い か ま た は 無 い場 合 に は 全 て の 病 変 が. 発 現 は,前 述 の 要 因 に,尿. ほ とん ど認 め られ な か っ た.. そ の 産 生 が 誘 導 さ れ る ウ レ アー ゼ に よ る尿 路 結. 以上 の 点 か ら, P. mirabilisに. よ る尿 路 感 染. 1). 石 形 成 と 腎臓 組 織 の 障 害 が 加 わ る こ と に よ り, P. mirabilisに. 時 に お け る病 原 性 発 現 過 程 ば, 菌 の 膀 胱 侵 入 後 膀 胱 上 皮 へ の付 着 定 着 の. 中尿 素 の 存 在 に よ り. 特 異 的 な 上 部 尿 路 で の 病 原性 が. 発 現 さ れ る こ とが 明 か とな っ た.. た め の 付 着 因 子, 2). 膀 胱 内侵 入 後 の 尿 成 分 に 対 す る菌 の 抵 抗. 3). 強 力 な 運 動1生 と走 化 性 に よ る腎 臓 へ の 上. り御 指 導頂 き ま した友近 健 一 講 師 に感謝 の 意 を表 し ます.更 に,有 益 な る ご助 言 を頂 きま した平井 義一. 行, 4). 稿 を終 え るに あた り御 指 導御 校 閲 を賜 りました恩 師金 政 泰 弘教 授 に深 謝致 し ます.な お,実 験 に あた. 性,. 腎 臓 へ の 上 行 後,強. 力 な ウ レア ー ゼ 活 性. に よ る結 石 の 形 成 お よ び 組 織 障 害 の 進 行 よ りな り,こ れ ら諸 因 子 の 全 て あ るい は 一 部 の. 助教 授 は じめ教 室 の 皆様,菌 株 の御 分 与並 びに数々 の御 助 言 を頂 きま した本学 泌 尿 器科 学 教室 大 森弘之 教授,公 文 裕 巳助 教 授 に厚 く感謝 致 します.. 関 与 に よ り病 原 性 の 強 さ あ るい は病 態 が 異 な る. 文. 献. 1) Senior BW: Proteus morgani is less frequently associated with urinary tract infections than Proteus mirabilis-An explanation.. J Med Microbiol. (1983) 16, 317-322.. 2) Braude AI, Shapiro AP and Siemienski J: Hematogenous bacterial. species to the pathogenesis. pyelonephritis in rat. iii. Relationship of. of acute pyelonephritis.. J Bacteriol (1959) 77, 270-280.. 3) Senior BW, Bradford NC and Simpson DS: The ureases of Proteus strains in relation to virulence for the urinary tract.. J Med Microbiol. (1980) 13, 507-512.. 4) Senior BW: The special affinity of particular types of Proteus mirabilis for the urinary tract. J Med.
(9) P. mirabilisの. 病 原 性 発 現 因 子 の解 析. 971. 5) MacLaren DM: The significance of urease in Proteus pyelonephritis:. A histological and biochemical. Microbiol (1979) 12, 1-8. study.. J Pathol (1969) 97, 43-49.. 6) Pazin GJ and Braude AI: Immobilizing antibodies in urine. II. Prevention of ascending spread of Proteus mirabilis. 7) Silverblatt. Invest Urol (1974) 12, 129-133.. FJ : Host-parasite. interaction. in the rat renal pelvis.. A possible role for pili in the. pathogenesis of pyelonephritis. J Exp Med (1974) 140, 1696-1711. 8) Adegbola RA, Old DC and Senior BW: The adhesins and fimbriae of Proteus mirabilis strains associated with high and low affinity for the urinary tract.. J Med Microbiol (1983) 16, 427-431.. 9) Wray SK, Hull SI, Cook RG, Barrish J and Hull RA: Identification. and characterization uroepithelial cell adhesin from a uropathogenic. of a. isolate of Proteus mirabilis. Infect Immun (1986) 54,. 43-49. 10) Old DC and Adegbola RA: Haemagglutinins. and fimbriae of Morganella,. J Med Microbiol (1982) 15, 551-564. 11) Duguid JP and Old DC: Adhesive Properties Adherence". (1980)p 185-217,. of Enterobacteriaceae.. Chapman and Hall,. Beachey EH Ed"Bacterial. London.. 12) Sareneva T, Holthofer H and Korhonen TK: Tissue-binding in the human urinary tract.. Proteus and Providencia.. affinity of Proteus mirabilis fimbriae. Infect Immun (1990) 58, 3330-3336.. 13) Larsson P and Oiling S: O antigen distribution. and sensitivity to the bactericidal effect of normal. human serum of Proteus strains from clinical specimens.. Med Microbiol Immunol (1977) 163, 77. -82. 14) Peerbooms PG, Marian A, Verweij JJ and MacLaren DM: Urinary virulence of Proteus mirabilis in two experimental. mouse models. Infect Immun (1982) 36, 1246-1248.. 15) Reed LT and Muench H: A simple method of estimating fifty per cent endopoints. Am J Hyg (1938) 27, 493-497. 16) Akamatsu. S: Some Micromethods. 17) Lowry OH, Rosebrough reagent.. for Enzyme Studies.. J Biochem (1952) 39, 203-210.. NJ, Farr AL and Randall RJ: Protein measurement. with Folin phenol. J Biol Chem (1951) 193, 265-257.. 18) Griffith DP, Musher DM and Campbell JW: Inhibition of bacterial urease. Invest Urology (1973) 11, 234-238. 19) Griffith DP and Musher DM: Prevention. of infected urinary stones by urease inhibition.. Invest. Urology (1973) 11, 228-233. 20) Ferrero RL, bacterium.. Hazell SL and Lee A: The urease enzymes of Campylobacter pylon and a related J Med Microbiology. (1988) 27, 33-40.. 21) Carrick J, Lee A, Hazell SL, Ralston M and Daskalopoulos G: Campylobacter pylon duodenal ulcer and gastric metaplasia possible role of functional heterotropic tissue in ulcerogenesis. 790-797.. Gut (1989) 30,.
(10) 972. 室. Analysis. of pathogenic. 谷. 勝. factors. from. urinary. of Proteus tract. Katsuhisa Department Okayama. mirabilis. isolated. infection. of Microbiology,. Okayama. Proteus. mirabilis. MUROTANI. University. (Director:. 久. Medical School,. 700, Japan. Prof. Y. Kanemasa). has several pathogenic factors such as adherent ability to urinary tract. epitherial cells, urease, motility and resistance to urine. The pathogenic activities of clinically isolated P. mirabilis were analyzed. Higher pathogenic strains (No. 25 and No. 30) which had morphologically different pili but had a higher density of pili showed strong adherent activity to bladder epithelial cells of mouse and rat. These strains also showed a clear chemotaxis to urinary. tract. tissue extracts.. These findings indicate that the combination. of adherent,. chemotaxis and urease activities is essential for causing of tipical kidney infection by P. mirabilis..
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