군마대학과 주식회사 크레하의 공동연구그룹은 다공질 탄소를 이용한 장관 출혈성 대장균 O157의 무독화에 성공했다.

 O157로 대표되는 장관 출혈성 대장균은 감염되면 심한 설사에 가세해 약 5%(유아나 고령자에서는 약 10%)는 급성 신부전이나 급성 뇌증을 병발하여 중증화해 버린다.그러나, 본 감염증의 중증화를 예방, 또는 근본적으로 치료하는 방법은 확립되어 있지 않다.

 본 감염증의 중증화에는, 장관 출혈성 대장균이 생산하는 베로독소(시가독소)나 3형 분비 단백질로 불리는 병원성 단백질의 기여가 분명해지고 있다.그래서 이번 연구에서는 표면에 다수의 구멍(포어)을 가지고 다양한 분자를 흡착할 수 있는 다공질 탄소 MgOC150에 주목했다.

 실험 결과, O157의 배양액에 MgOC150을 첨가하면, 매크로 구멍을 가지는 MgOC150의 특징에 의해, 베로독소와 3형 분비 단백질이 강하게 흡착 제거되어, 무독화되는 것을 알 수 있었다.마우스 생체내의 평가에서도, MgOC150을 투여한 마우스에서는 O157 대체 모델의 시트로박터균 감염에 저항성을 나타내, 연명시키는 효과가 있는 것이 확인되었다.한편, MgOC150을 투여하는 것에 의한 체중 감소나 생육 지연 등의 이상은 관찰되지 않고, 인간의 대장 세포나 유산균 등의 선옥균의 생육에 악영향을 미치지 않는다고 한다.

 이상으로부터, MgOC150은 O157이 생산하는 병원성 단백질을 흡착해 해독하는 작용을 갖고, 장관 출혈성 대장균 감염증에 대한 중증화 예방, 치료 효과를 갖는 것이 시사되었다.본 연구 성과는 다공질 탄소를 이용한 O157 감염증의 새로운 예방법, 치료법의 확립으로 이어질 것으로 기대된다.

 뿐만 아니라, 다공질 탄소는 O157 이외에도 다양한 세균이나, 항균약에 대해 내성을 가지는 약제 내성균이 생산하는 독소도 흡착해 무독화할 가능성이 있다고 하고 있어, 감염증에 대한 새로운 치료 옵션으로서의 발전도 향후 기대된다.

논문 정보:【Frontiers in Microbiology】A Macroporous Magnesium Oxide-Templated Carbon Adsorbs Shiga Toxins and Type III Secretory Proteins in Enterohemorrhagic Escherichiacoli, Which Attenuates Virulence

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