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Study on mechanism of memory modification by infection with brain parasite, Toxoplasma

Research Project

Project/Area Number 17K19538
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Pathology, Infection/Immunology, and related fields
Research InstitutionObihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine

Principal Investigator

Nishikawa Yoshifumi  帯広畜産大学, 原虫病研究センター, 教授 (90431395)

Research Collaborator UMEDA Kousuke  
IHARA Fumiaki  
Project Period (FY) 2017-06-30 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords感染症 / 中枢神経系 / 免疫 / トキソプラズマ / トランスクリプトーム / 記憶
Outline of Final Research Achievements

Toxoplasma gondii infection is a risk factor for developing mental diseases and nervous diseases. Our previous study using experimental mouse showed that Toxoplasma infection impaired memory. Therefore, this study focused on Arc, which an important gene for memory formation, and aimed at elucidation of mechanism of Toxoplasma-dependent memory manipulation. We identified the parasite genes involved in upregulation of Arc expression and confirmed the activation of NFκB signaling by these genes. Analyses of mouse behavior focusing on Toll-like receptor 2, which is important for NFκB signaling, indicated that TLR2 deficiency increased the contextual and cued fear-conditioning behavior. Our results indicated the presence of parasite molecule for manipulation of host brain function.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年の研究から、様々な精神疾患の発症や脳機能の異常には遺伝要因と環境要因の相互作用が重要であることが示唆されてきた。しかし環境要因が作用する機序は研究が進んでおらず、特にその中でも感染症が精神疾患や脳機能に与える影響については研究例が少ない。本研究によりトキソプラズマ感染による脳機能の障害が明らかとなり、Arc、NFκB、TLR2といった分子の関与が示唆された。すなわち、脳内の慢性炎症の状態が脳機能に負の影響を及ぼしており、治療・予防に向けた今後の応用研究の展開が可能になると考える。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] Inducible Nitric Oxide Synthase Is a Key Host Factor for Toxoplasma GRA15-Dependent Disruption of the Gamma Interferon-Induced Antiparasitic Human Response2018

    • Author(s)
      Bando Hironori、Lee Youngae、Sakaguchi Naoya、Pradipta Ariel、Ma Ji Su、Tanaka Shun、Cai Yihong、Liu Jianfa、Shen Jilong、Nishikawa Yoshifumi、Sasai Miwa、Yamamoto Masahiro
    • Journal Title

      mBio

      Volume: 9 Issue: 5 Pages: 5-5

    • DOI

      10.1128/mbio.01738-18

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Toxoplasma Effector TgIST Targets Host IDO1 to Antagonize the IFN-γ-Induced Anti-parasitic Response in Human Cells2018

    • Author(s)
      Bando Hironori、Sakaguchi Naoya、Lee Youngae、Pradipta Ariel、Ma Ji Su、Tanaka Shun、Lai De-Hua、Liu Jianfa、Lun Zhao-Rong、Nishikawa Yoshifumi、Sasai Miwa、Yamamoto Masahiro
    • Journal Title

      Frontiers in Immunology

      Volume: 9 Pages: 2073-2073

    • DOI

      10.3389/fimmu.2018.02073

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Recombinant subunit vaccines against Toxoplasma gondii: Successful experimental trials using recombinant DNA and proteins in mice in a period from 2006 to 2018.2018

    • Author(s)
      2.Ragab M. Fereig, Hanan H. Abdelbaky, Adel Elsayed Ahmed Mohamed, Yoshifumi Nishikawa
    • Journal Title

      J Vet Med Animal Sci

      Volume: 1 Pages: 1005-1005

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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Transcriptional profiling of Toll-like receptor 2-deficient primary murine brain cells during Toxoplasma gondii infection2017

    • Author(s)
      Umeda K, Tanaka S, Ihara F, Yamagishi J, Suzuki Y, Nishikawa Y
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 12 Issue: 11 Pages: e0187703-e0187703

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0187703

    • NAID

      120006395538

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] トキソプラズマ病原性因子 GRA15 による iNOS 依存的なヒト免疫抑制機構の解明2019

    • Author(s)
      伴戸 寛徳, Youngae Lee, 坂口 直哉, Ariel Pradipta, Ji Su Ma, 田中 舜, 西川 義文, 笹井 美和, 山本 雅裕
    • Organizer
      第88回日本寄生虫学会大会
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  • [Presentation] Toxoplasma gondii dense granule protein 14 は NFκB 経路を介した宿主免疫応答の制御に関与する2019

    • Author(s)
      猪原 史成, 西川 義文
    • Organizer
      第88回日本寄生虫学会大会
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  • [Presentation] Toxoplasma gondii cyclophilin 18 による宿主の生体防御反応への影響2019

    • Author(s)
      梅田 剛佑, 寺江 千裕, 猪原 史成, 西川 義文
    • Organizer
      第88回日本寄生虫学会大会
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  • [Presentation] Transcriptomics reveals roles of Toll-like receptor 2 and CC chemokine receptor 5 against Toxoplasma gondii infection in primary mouse brain cells.2018

    • Author(s)
      Kousuke Umeda, Kaoru Kobayashi, Fumiaki Ihara, Sachi Tanaka, Junya Yamagishi, Yutaka Suzuki, Yoshifumi Nishikawa
    • Organizer
      14th International Congress of Parasitology (ICOPA2018)
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Toxoplasma gondii dense granule protein 14は宿主細胞のNFκB経路を制御し宿主の免疫応答を調節する2018

    • Author(s)
      猪原史成、西川義文
    • Organizer
      第161回日本獣医学会学術集会
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  • [Presentation] Toxoplasma gondii dense granule protein 14は宿主細胞のNFκB経路を制御し宿主の免疫応答を調節する2018

    • Author(s)
      猪原史成, 西川義文
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      第26回分子寄生虫学ワークショップ/第16回分子寄生虫・マラリア研究フォーラム合同大会
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  • [Presentation] トキソプラズマ由来サイクロフィリン18と宿主の生体防御機構との関係2018

    • Author(s)
      梅田剛佑、西川義文
    • Organizer
      第26回分子寄生虫学ワークショップ/第16回分子寄生虫・マラリア研究フォーラム合同大会
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  • [Presentation] マウス初代脳細胞におけるトキソプラズマ感染へのCCR5 依存的応答に関するトランスクリプトーム解析2018

    • Author(s)
      梅田剛佑、小林薫、猪原史成、田中沙智、山岸潤也、鈴木穣、西川義文
    • Organizer
      第87回日本寄生虫学会大会
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  • [Presentation] トキソプラズマ慢性感染期の脳病態と宿主の行動変化におけるToll-like receptor 2 の関与2018

    • Author(s)
      猪原史成、田中沙智、西村麻紀、梅田剛介、西川義文
    • Organizer
      第87回日本寄生虫学会大会
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  • [Presentation] Toxoplasma gondii 感染下におけるToll-like receptor 2 欠損マウス脳細胞のトランスクリプトーム解析2017

    • Author(s)
      梅田剛佑、田中沙智、山岸潤也、鈴木穣、西川義文
    • Organizer
      第86回日本寄生虫学会大会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] マウスのうつ様症状におけるトキソプラズマ感染に対する宿主防御免疫の関与2017

    • Author(s)
      Motamed Mahmoud、Ragab Fereig、西川義文
    • Organizer
      第86回日本寄生虫学会大会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Studies on mechanism of fear memory impairment in mice infected with Toxoplasma gondii and its specificity2017

    • Author(s)
      Fumiaki, Ihara, Maki, Nishimura, Yoshikage, Muroi, Mahmoud, Motamed, Hidefumi Furuoka, Naoaki Yokoyama, Kisaburo Nagamune, Yoshifumi Nishikawa
    • Organizer
      The Toxoplasma gondii research community biennial meeting 2017
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ホストを操る寄生虫:トキソプラズマ2017

    • Author(s)
      西川義文
    • Organizer
      第25回分子寄生虫学ワークショップ/第15回分子寄生虫・マラリア研究フォーラム合同大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] トキソプラズマのサイクロフィリン18 の宿主生体防御に対する作用とその機構2017

    • Author(s)
      梅田剛佑、西川義文
    • Organizer
      第25回分子寄生虫学ワークショップ/第15回分子寄生虫・マラリア研究フォーラム合同大会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 神経細胞を用いたトキソプラズマのステージ転換を制御する分子機構の解明2017

    • Author(s)
      猪原史成、西川義文
    • Organizer
      第25回分子寄生虫学ワークショップ/第15回分子寄生虫・マラリア研究フォーラム合同大会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] トキソプラズマのサイクロフィリン18が宿主・寄生虫相互作用において果たす機能2017

    • Author(s)
      梅田剛佑,猪原史成,西川義文
    • Organizer
      第63回日本寄生虫学会・衛生動物学会北日本支部合同大会
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  • [Presentation] Toxoplasma gondii (T. gondii)デンスグラニュル蛋白7(GRA7)による宿主細胞内制御機構の解明2017

    • Author(s)
      檜森結羽,猪原史成,梅田剛佑,西川義文
    • Organizer
      第63回日本寄生虫学会・衛生動物学会北日本支部合同大会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ホストを操る寄生虫:トキソプラズマ(Host manipulation by parasite,Toxoplasma gondii)2017

    • Author(s)
      西川義文
    • Organizer
      分子生物・生化学会合同大会ConBio2017
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    • Invited
  • [Remarks] 西川研究室HP

    • URL

      https://sites.google.com/site/nishihdlab/

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  • [Remarks] 原虫病研究センターHP

    • URL

      http://www.obihiro.ac.jp/~protozoa/index.html

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  • [Remarks] 西川研究室

    • URL

      https://sites.google.com/site/nishihdlab/

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  • [Remarks] 原虫病研究センター

    • URL

      http://www.obihiro.ac.jp/~protozoa/index.html

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      2017 Research-status Report

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Published: 2017-07-21   Modified: 2020-03-30  

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