カイコＯ１５７感染モデルを用いた宿主病原体相互作用の解明と新たな治療戦略の提案

• Project/Area Number: 13J08664
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Biological pharmacy
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 宮下 惇嗣 東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: コオロギ / 感染症 / 行動 / 免疫 / カイコ / O-157 / 感染モデル / LPS / ペプチドグリカン / 自然免疫 / 適応免疫 / 腸管出血性大腸菌 / 抗菌ペプチド / cecropin

Outline of Annual Research Achievements

本研究計画の最終年度において、当初カイコを用いた細菌学実験から萌出・発展したコオロギの実験系を用いて研究を展開した。本年度において私は、聴覚情報を介して求愛行動を行うコオロギを用い、免疫応答と求愛行動の関連について検討するための実験系を確立することを試みた。まず、これまで取り組んできたカイコ感染症モデルと同様に、病原性細菌とコオロギを用いて感染モデルを作出した。黄色ブドウ球菌や緑膿菌といった種々の病原性細菌がコオロギを殺傷することや、ヒトに対する病原性に寄与する病原性因子がコオロギに対する殺傷活性にも寄与することを見出している（論文投稿中）。さらに、コオロギの求愛行動を網羅的かつ定量的に観察することを目的として、ビデオトラッキングシステムの開発（未発表）や、コオロギが発する「鳴き声」の音響解析システムの樹立（宮下ら、PLoS ONE、2016年）を進めた。その中で、鳴き声のパターン解析の結果から、コオロギのcalling songの中に極めて厳密に制御された特徴的周波数成分が存在することを見出し、当該周波数成分がコオロギの求愛行動における重要な因子として機能しているという仮説に至った。さらに、コオロギ個体のサイズを実験的に変化させる方法として、ミツバチのロイヤルゼリーに着目し、当該試料を経口投与することによってコオロギの個体サイズを増大させることができることを見い出した（宮下ら、Biology Open、2016年）。これらの研究は、宿主ー病原体相互作用から捉える動物の免疫機能を、同じく種の適応にとって重要な求愛行動と両立するために互いをいかにして両立しているのかという根本的疑問に答えるための重要な一歩である。今後、当該課題に関してさらに解析を進めていく計画である。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] No effect of body size on the frequency of calling and courtship song in the two-spotted cricket, Gryllus bimaculatus (2016)
  • Author(s): A Miyashita, H Kizaki, K Sekimizu, C Kaito
  • Journal Title: PloS one Volume: 11 Issue: 1 Pages: e0146999-e0146999
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0146999
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Primed immune responses triggered by ingested bacteria lead to systemic infection tolerance in silkworms (2015)
  • Author(s): Miyashita, A. Takahashi, S. Ishii, K. Sekimizu, K. Kaito, C.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 10 Issue: 6 Pages: e0130486-e0130486
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0130486
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Antibiotic-producing bacteria from stag beetle mycangia (2015)
  • Author(s): Miyashita A, Hirai Y, Sekimizu K, Kaito C.
  • Journal Title: Drug Discoveries & Therapeutics Volume: 9 Issue: 1 Pages: 33-37
  • DOI: 10.5582/ddt.2015.01000
  • NAID: 130005054806
  • ISSN: 1881-7831, 1881-784X
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Primed immune responses to gram-negative peptidoglycans confer infection resistance in silkworms (2014)
  • Author(s): Miyashita A, Kizaki H, Kawasaki K, Sekimizu K, Kaito C
  • Journal Title: The Journal of biological chemistry. Volume: 289 Issue: 20 Pages: 14412
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.525139
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] ペプチドグリカンの経口投与によるカイコの緑膿菌に対する感染抵抗性獲得 (2014)
  • Author(s): 宮下惇嗣、高橋真司、石井健一、関水和久、垣内力
  • Organizer: 第97回日本細菌学会 関東支部総会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-10-30
• [Presentation] 黄色ブドウ球菌の病原性に寄与する新規ヌクレオシド二リン酸分解酵素の同定 (2014)
  • Author(s): 宮下惇嗣、今江健太、木崎速人、斎藤祐樹、毛瀚、関水和久、垣内力
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-10-18
• [Presentation] 黄色ブドウ球菌の病原性発現に必要な新規ヌクレオシド二リン酸分解酵素の同定 (2014)
  • Author(s): 宮下惇嗣
  • Organizer: 第１３回次世代を担う若手ファーマバイオフォーラム2014
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 2014-09-20
• [Presentation] カイコは細菌リボ多糖に対する応答を増強させ、感染抵抗性を獲得する (2013)
  • Author(s): 宮下惇嗣
  • Organizer: 第96回日本細菌学会関東支部総会
  • Place of Presentation: 東京ドームホテル(東京都文京区)
  • Year and Date: 2013-10-31
• [Presentation] 無脊椎動物における適応免疫機構 (2013)
  • Author(s): 宮下惇嗣
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
  • Year and Date: 2013-09-11
• [Presentation] LPSトランスポーターの変異による大腸菌の高病原性化 (2013)
  • Author(s): 吉海周
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
  • Year and Date: 2013-09-11
• [Remarks] 微生物薬品化学教室ホームページ
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~bisei/Publication.html