【研究領域課題番号】21KK0135 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

感染症 / 大腸 / 原虫 / 赤痢アメーバ / 宿主応答

【研究成果の概要】

ヒト臓器・組織を忠実に再現する生体機能チップと高解像度ライブイメージング、シングルセルトランスクリプトーム解析を用いて、赤痢アメーバ原虫による大腸感染症における病原体と宿主の相互作用（組織侵入と免疫回避）の分子基盤、特に原虫側病原機構(貪食や小胞輸送など)の関与を、高空間・時間分解能をもって解明することを目的とする。本研究では、これまでインビトロで示唆された貪食・小胞輸送を基軸とした病原機構・因子がインビボで実際に機能しているのかを実証する。インビボを忠実に再現した多様な細胞群で3次元構築されたヒトの生体機能チップを用い、赤痢アメーバの病害過程、特に大腸上皮細胞への接着、貪食、上皮細胞の破壊、陰窩・粘膜固有層への侵入を観察する系を確立し、原虫とヒト大腸組織との相互作用を原虫側の病原機構・分子の役割、ヒト側の組織の免疫応答、両者の遺伝子発現制御の観点から明らかにする。初年度はコロナパンデミックにより共同研究機関への渡航ができなかったが、渡航の準備、ヒト臨床検体を用いるための倫理申請などを開始し、次年度の活動の準備をおこなった。

【研究種目】国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

【研究期間】2021-10-07 - 2024-03-31

【配分額】19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)

【研究分野】獣医学

【研究領域課題番号】17H03912 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

scRNA-seq / transcriptomics / Toxoplasma gondii / protozoan / １細胞トランスクリプトーム / トキソプラズマ / 原虫 / シングルセル / トランスクリプトーム / ゲノム / 感染症

【研究成果の概要】

原虫は、そのサイズ、形態、偏性通性寄生性等において多様であり、近年利用が進んでいる１細胞トランスクリプトーム解析を行う際には、それに応じた技術基盤を確立する必要があった。そこで本研究では、上市されているscRNA-seqライブラリー構築を評価し、BD Rhapsodyが好適であることを見出した。さらに、トキソプラズマ原虫のタキゾイト→ブラディゾイト間のステージ変換をモデルにscRNA-seq解析を行い、トキソプラズマ原虫の感染により、IFNα経路が活性化されること、しかも、当該経路が活性化されるのは原虫感染細胞の周囲の非感染細胞であり、感染細胞の当該経路は逆に抑制されることを見出した。

【研究の社会的意義】

トキソプラズマ原虫のブラディゾイト感染により、感染細胞の周囲にある非感染細胞のIFNα経路が活性化される一方、感染細胞の当該経路は逆に抑制されることが見出された。これは、従来のRNA-seqでは見出しえなかった結果であり、scRNA-seq解析の有用性が示された。また、原虫の様にサイズ、形態、寄生性等において多様な細胞に対しては、ライブラリー構築時の各段階を視認できるBD Rhapsodyが好適であることも示された。本成果は、他の原虫種においてscRNA-seq解析を実施する際の基盤技術として当該分野の発展に寄与するものである。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2021-03-31

【配分額】15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)

【研究分野】寄生虫学(含衛生動物学)

【研究領域課題番号】15H05272 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

感染症 / ゲノム / 次世代シーケンサー / 網羅的診断 / 感染症迅速診断 / ナノポアシーケンサー / 非特異的病原体検出 / メタゲノム / MinION / diagnosis-by-sequencing / ウイルス / 原虫 / マラリア / デングウイルス / 迅速診断 / 遺伝子型

【研究成果の概要】

本研究課題では、１）小型迅速次世代シーケンサーMinIONを、核酸等温増幅系である２）Loop-mediated Isothermal Amplification（LAMP）法、あるいは３）非特異的multiple displacement amplification (MDA)法と組み合わせることで、病原体ゲノム配列に基づいた感染症迅速診断系の開発を試みた。本系は、シーケンサーやサンプル処理に関わるシステム一式の持ち運びが容易であることを特徴とするため、研究室において基本的な系を確立した後、インドネシアをはじめとした種々の感染症の流行地に赴き、現場でも実施可能であることを確認した。

【研究の社会的意義】

MinIONは小型迅速であるだけでなく省電力でもあり、ノートPCのUSBから電力の供給が可能である。そこで、今回開発した乾燥LAMP法あるいはMDA法を応用した非特異的検体処理法と組み合わせることで、遺伝子解析システム一式のポータビリティーと汎用性が革新的に向上することが予想される（"どこでも・なんでもシーケンス"の実現）。これら特徴を病原体の一次診断に用いることで、途上国において遺伝子型判定に基づく先進医療の提供が可能になるだけでなく、日本を含む先進国においても感染症の国境を越えた移動とそのアウトブレイクに対する対策を提供できる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)

【研究分野】寄生虫学(含衛生動物学)

【研究領域課題番号】26293093 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

感染症 / 原虫 / 病原機構 / 膜輸送 / 代謝 / 創薬 / オルガネラ / 進化 / 小胞輸送 / プロテアーゼ / 微生物 / 蛋白質 / システインプロテアーゼ / 赤痢アメーバ

【研究成果の概要】

腸管寄生性原虫赤痢アメーバのもつ、組織破壊に重要なシステインプロテアーゼの細胞内輸送・分泌の分子機構を解明することを目的に、リソソームから細胞膜への輸送に関与する低分子量GTPase Rab11Bと相互作用し活性を制御したり、分泌を直接実行する分子の特定を行った。活性型 Rab11B に特異的に結合するタンパク質としてbeta adaptin, gamma adaptin, Sec6を同定した。Rab11B が積み荷輸送において出芽から繋留まで制御することを示唆している．本研究成果は、病原因子の分泌と組織破壊を阻害する方法の構築にも役立つ可能性がある。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)

【研究分野】獣医学

【研究領域課題番号】25304043 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

翼手目 / ウイルス / フィリピン / 国際研究者交流 / 感染症 / 細菌 / 原虫 / 疫学 / 動物 / 環境

【研究成果の概要】

翼手目（コウモリ類）は生物学的多様性とその分布・移動域の広さ、巨大なコロニー形成などの特徴をもつ特異な生物である。また、エボラウイルスなどの高病原性病原体の自然宿主と疑われており、病原体レゼルボアとして高いリスクをもつ。本研究はフィリピンにおいて翼手目の保有病原体の疫学調査を実施し、翼手目の人獣共通感染症のレゼルボアとしての評価を行うことを目的とした。
ミンダナオ島、ルソン島中央部、ルソン島北西部においてそれぞれ捕獲調査を行い、合計266匹の翼手目を採取した。これらのサンプルより新規のレオウイルス、ハンタウイルスを見出し、さらに病原性細菌や原虫を保有していることも明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2017-03-31

【配分額】17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)

【研究分野】応用獣医学

【研究領域課題番号】21380186 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

疾病予防・制御 / ツェツェバエ / アフリカトリパノソーマ / 生活環 / 遺伝子転写翻訳制御 / ライフサイクル / 細胞分化 / 遺伝子 / 転写翻訳制御 / 感染症 / 昆虫 / 原虫 / ツエツエバエ

【研究成果の概要】

世界で初めてアフリカトリパノソーマ全発育期のプロテオームおよびEST データベースを作製し、今後のアフリカトリパノソーマ制圧を目指した基礎研究を大きく進展させる研究資源を提供することができた。さらにツェツェバエ体内で同原虫が動物感染型へと分化する発育期にその細胞表面に特異的に発現するCESP 蛋白質を同定し、その発育時期特異的転写翻訳メカニズムの一端を明らかにしたことはベクター体内での原虫発育阻止法を開発する上で大きな一歩と言える。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)

【研究分野】応用獣医学

【研究領域課題番号】20405041 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

アフリカトリパノソーマ / ツェツェバエ / 海外学術調査 / 感染症 / 昆虫 / 原虫 / ツエツエバエ

【研究成果の概要】

本研究の成果によって(1)ヒトと家畜のアフリカトリパノソーマを媒介するツェツェバエの種類およびトリパノソーマの野生動物待機宿主を明らかにした。(2)現在正確で感度の高い血清診断法が無いアフリカトリパノソーマ症に対して、新たな簡易血清診断用抗原候補を同定することができた。今後さらに研究を発展させることで、アフリカトリパノソーマ症の疫学と早期簡便診断法、ひいては同感染症のコントロールに貢献できると考えられる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)

【研究分野】寄生虫学(含衛生動物学)

【研究領域課題番号】19256001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

感染症 / 人獣共通感染症 / 原虫 / 免疫学 / リーシュマニア症 / Leishmania donovani / マウスモデル / カラアザール / PKDL / バングラデシュ / 遺伝子解析 / モンゴル / オオスナネズミ / 内臓型リーシュマニア症

【研究成果の概要】

旧大陸におけるLeishmania donovani s.l.が引き起こすリーシュマニア症の病態疫学について、内臓型リーシュマニア症患者由来L.donovani,L.infantum、PKDL患者皮膚由来L.donovani、皮膚型リーシュマニア症由来L.donovaniの比較検討により、定説である「リーシュマニア症における病原種と病態の固有の関係」に修正を加えるべき結果を得た。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2007 - 2010

【配分額】41,080千円 (直接経費: 31,600千円、間接経費: 9,480千円)