フィラリアを媒介しない蚊作出に向けたタイ王国における犬糸状虫の生態疫学調査

• Project/Area Number: 19KK0175
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 42:Veterinary medical science, animal science, and related fields
• Research Institution: Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine
• Principal Investigator: 福本 晋也 帯広畜産大学, 原虫病研究センター, 准教授 (50376422)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 茅野 光範 帯広畜産大学, 畜産学部, 准教授 (20590095) ; 曽賀 晃 帯広畜産大学, 原虫病研究センター, 共同研究員 (20838734) ; 白水 貴大 藤田医科大学, 病態モデル先端医学研究センター, 助教 (80804608)
• Project Period (FY): 2019-10-07 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000); Fiscal Year 2023: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2020: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: イヌ糸状虫 / ヤブカ / 犬糸状虫 / ベクター

Outline of Research at the Start

蚊は病原体の媒介者として、人類に最も脅威を与えている生物(Top Deadliest Animal)である。殺虫剤耐性、生態系への影響などへの問題から、殺虫剤による蚊の撲滅は困難である。そこで近年、病原体を媒介しない蚊へと置換することで、感染症を制圧できないかとの概念が浮上してきた。近年のゲノム編集技術の進歩により、病原体を媒介しない蚊の実現が技術的に可能になってきた。そこで本研究では、犬糸状虫を媒介しない蚊の作出実現にむけた基礎的知見を得るために、タイ王国で犬と蚊における犬糸状虫症疫学調査を行い、どのような遺伝子応答が蚊による犬糸状虫の媒介に重要なのかフィールドレベルで解析を行う。

Outline of Annual Research Achievements

本研究計画では対フィールドサンプルの解析により、フィラリアを媒介しない蚊の作出を目指し研究を行う。現在までの研究においてタイフィールドサンプ ルの ネッタイシマカから遺伝学的手法を用いて、犬糸状虫を媒介する系統と媒介しない系統を分離する方法の確立に成功した。またこれらの系統をゲノムレベ ルで比較するため次世代シーケンサーを用いたGRAS-Di解析を行ったが、フィールド由来サンプルを用いたことによる遺伝的多様性のためにマスクされ、犬糸状虫感染性に対する表現型に対し解像度を高く有意な差異を検出することはできなかった。そこでこの遺伝的バックグラウンドの多様性に起因するマスクの問題を解決するため、 媒介系統・非媒介系統を兄妹交配することで、犬糸状虫媒介性・非媒介性 ネッタイシマカ近交系の樹立を試みた。5-7世代の近交化を行い、繁殖性と感染表現型 の評価を行ない、正常な繁殖能力を維持 していること、犬糸状虫に対する感染表現型を正しく遺伝していることが確認された。さらに解析改造度を上げるため、さらなる近交化を行い、QTL解析に供することを計画したが、突如近交化コロニーがリーサルとなり、継代が困難化した。再度近交化系統の樹立を試みるとともに、QTL解析の実施に持ち込みたい。タイ王国チェンマイ地方で約400検 体のヤブカ幼虫を採集、DNAを抽出保存したサンプルについて、 GRAS-DI・QTL-Seq解析の結果をもとにフィールド蚊のジェノタイピングを行った。また、フィールド由来イヌ糸状虫抵抗性蚊が、人で問題となるマレー糸状虫およびパハン糸状虫に対しても感染抵抗性を有することが明らかとなり、イヌ糸状虫感染表現型による蚊のスクリーニングと遺伝学的表現型固定により汎フィラリア抵抗性蚊の樹立が可能なことが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

解析を予定していた近交化系統のリーサル化により、ゲノム解析が困難となったため。

Strategy for Future Research Activity

再度の近交系樹立を試みるが、並行して、実験室系統の蚊のデータを外挿しゲノムの比較解析を尾籠なる手法についても検討する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] チェンマイ大学(タイ)
• [Int'l Joint Research] チェンマイ大学/プリンスオブソンクラー大学(タイ)
• [Int'l Joint Research] モンゴル生命科学大学(モンゴル)
• [Int'l Joint Research] チェンマイ大学/プリンスオブソンクラー大学(タイ)
• [Int'l Joint Research] チェンマイ大学/プリンスオブソンクラー大学(タイ)
• [Journal Article] Serological survey of Toxoplasma gondii infection in endangered Iriomote cat (Prionailurus bengalensis iriomotensis) and simulation of the effect on population dynamics (2023)
  • Author(s): Shirozu Takahiro、Kayano Mitsunori、Hirose Fuyuko、Oshiro Sugao、Nagamine Takashi、Endo Yasuyuki、Izawa Masako、Xuan Xuenan、Fukumoto Shinya
  • Journal Title: European Journal of Wildlife Research Volume: 69 Issue: 4 Pages: 70-70
  • DOI: 10.1007/s10344-023-01702-1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Challenges for Precise Subtyping and Sequencing of a H5N1 Clade 2.3.4.4b Highly Pathogenic Avian Influenza Virus Isolated in Japan in the 2022?2023 Season Using Classical Serological and Molecular Methods (2023)
  • Author(s): Komu James G.、Nguyen Hiep Dinh、Takeda Yohei、Fukumoto Shinya、Imai Kunitoshi、Takemae Hitoshi、Mizutani Tetsuya、Ogawa Haruko
  • Journal Title: Viruses Volume: 15 Issue: 11 Pages: 2274-2274
  • DOI: 10.3390/v15112274
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Seasonal Variation and Factors Affecting Trypanosoma theileri Infection in Wild Sika Deer (Ezo Sika Deer Cervus nippon yesoensis) in Eastern Hokkaido (2023)
  • Author(s): Hong Yujon、Suganuma Keisuke、Ohari Yuma、Kayano Mitsunori、Nakazaki Kenji、Fukumoto Shinya、Kawazu Shin-ichiro、Inoue Noboru
  • Journal Title: Animals Volume: 13 Issue: 10 Pages: 1707-1707
  • DOI: 10.3390/ani13101707
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Formation of free oocysts in <i>Anopheles</i> mosquitoes injected with <i>Plasmodium</i> ookinetes (2023)
  • Author(s): HARAGUCHI Asako、TAKANO Makoto、HAKOZAKI Jun、NAKAYAMA Kazuhiko、NAKAMURA Sakure、YOSHIKAWA Yasunaga、FUKUMOTO Shinya、KUSAKISAKO Kodai、IKADAI Hiromi
  • Journal Title: Journal of Veterinary Medical Science Volume: 85 Issue: 9 Pages: 921-928
  • DOI: 10.1292/jvms.23-0099
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Generation of Transgenic Mosquitoes Harboring a Replication-Restricted Virus (2022)
  • Author(s): Shinzawa Naoaki、Kashima Chisako、Aonuma Hiroka、Takahashi Kei、Shimojima Masayuki、Fukumoto Shinya、Saiki Erisha、Yamamoto Daisuke S.、Yoshida Shigeto、Matsuoka Hiroyuki、Kawaoka Yoshihiro、Kanuka Hirotaka
  • Journal Title: Frontiers in Tropical Diseases Volume: 3 Pages: 850111-850111
  • DOI: 10.3389/fitd.2022.850111
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Microscopic and molecular detection of Deraiophoronema evansi (Lewis, 1882) in domestic Bactrian camels (Camelus bactrianus) of Mongolia (2021)
  • Author(s): Bilegjargal Janchivsengee、Rzad Izabella、Fukumoto Shinya、Chinchuluun Boldbaatar、Lkhagvatseren Sukhbaatar、Gantuya Sambuu、Azjargal Gansukh、Batsukh Zayat、Munkhjargal Tserendorj
  • Journal Title: Parasitology International Volume: 84 Pages: 102404-102404
  • DOI: 10.1016/j.parint.2021.102404
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Surveillance of canine filarial infection in Ulaanbaatar city (2021)
  • Author(s): Jambaldorj Ankhbayar、Fukumoto Shinya、Tserendorj Munkhjargal
  • Journal Title: Mongolian Journal of Agricultural Sciences Volume: 32 Issue: 1 Pages: 1-4
  • DOI: 10.5564/mjas.v32i1.1593
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Identification and validation of a commercial cryopreservation medium for the practical preservation of Dirofilaria immitis microfilaria (2020)
  • Author(s): Shirozu Takahiro、Soga Akira、Fukumoto Shinya
  • Journal Title: Parasites & Vectors Volume: 13 Issue: 1 Pages: 383-383
  • DOI: 10.1186/s13071-020-04257-1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Geographic Spatial Distribution Patterns of Dirofilaria immitis and Brugia pahangi Infection in Community Dogs in Chiang Mai, Thailand (2020)
  • Author(s): Kaikuntod Manusvee、Arjkumpa Orapun、Kladkempetch Doolyawat、Fukumoto Shinya、Thongkorn Kriangkrai、Boonyapakorn Chavalit、Punyapornwithaya Veerasak、Tiwananthagorn Saruda
  • Journal Title: Animals Volume: 11 Issue: 1 Pages: 33-33
  • DOI: 10.3390/ani11010033
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] ネッタイシマカのイヌ糸状虫感染表現型に関する遺伝学的個体差の解析 (2024)
  • Author(s): 白水 貴大、佐々木 瑞希、Tiwananthagorn Saruda、福本 晋也
  • Organizer: 日本昆虫学会第84回大会・第68回日本応用動物昆虫学会大会
• [Presentation] Development of Epitope-Lacking Transgenic Rodent Malaria Parasite as an Approch for Assessing Vaccine Mechanism of Protection (2024)
  • Author(s): Rasyid Sani Hadiyan、村井 駿介、奥山 竣介、吉田 涼翔、水野 哲志、山本 祐太朗、伊從 光洋、福本 晋也、水上 浩明、志田 壽利、吉田 栄人
  • Organizer: 第93回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] ボルバキア-デング熱対策におけるイヌ糸状虫感染干渉の解析 (2024)
  • Author(s): 白水 貴大、佐々木 瑞希、大手 学、暮地本 宙己、白藤（梅宮）梨可、嘉糠 洋陸、福本 晋也
  • Organizer: 第93回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] 沖縄県名護市における蚊の捕獲調査および犬糸状虫感染感受性の解析 (2023)
  • Author(s): 片山 菜月、池田 奈央、水関 実法子、白水 貴大、 福本 晋也
  • Organizer: 第 69 回 日本寄生虫学会・日本衛生動物学会北日本支部合同大会
• [Presentation] 北海道における鳥類住血胞子虫感染状況の調査 十勝のエゾライチョウから検出されたLeucocytozoon spp.はスウェーデンで検出された系統と一致した (2023)
  • Author(s): 橋爪 宏、福本 晋也、纐纈 摩美、佐々木 瑞希
  • Organizer: 第166回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] ハマダラカのマラリア原虫感染に対する新たな応答分子の探索 (2023)
  • Author(s): 原口麻子、高野真、箱崎純、中山和彦、中村咲蓮、吉川泰永、福本晋也、草木迫 浩大、筏井宏実
  • Organizer: 第46回日本分子生物学会年会
• [Presentation] Protective efficacy of viral-vectored P. falciparum vaccine against mutated parasites in a murine model (2023)
  • Author(s): Shunsuke Murai, Yutaro Yamamoto, Shunsuke Okuyama, Wakaba Kanayama, Tetushi Mizuno, Akihiko Sakamoto, Mitsuhiro Iyori, Shinya Fukumoto, Shigeto Yoshida
  • Organizer: EMBL Conference, BioMalPar XVIII: biology and pathology of the malaria parasite
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Humoral immune responses to the central repeat region of PfCSP induced by a vial-vectored plasmodium falciparum vaccine play critical roles in protection in a murine model (2023)
  • Author(s): Shunsuke Okuyama, Yutaro Yamamoto, Shunsuke Murai, Mitsuhiro Iyori, Tetsushi Mizuno, Akihiko Sakamoto, Shinya Fukumoto, Hiroaki Mizukami, Hisatoshi Shida, Shigeto Yoshida
  • Organizer: 72nd American Society of Tropical Medicine and Hygiene (ASTMH) Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] SCID マウスによる犬糸状虫ミクロフィラリア感染モデルの検証 (2022)
  • Author(s): 水関 実法子，池田 奈央，白水 貴大，福本 晋也
  • Organizer: 第91回日本寄生虫学会
• [Presentation] 次世代シーケンサーによる犬糸状虫発育ステージ別の転写比較解析 (2022)
  • Author(s): 池田 奈央、福本晋也
  • Organizer: 第165回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] タイ北部チェンマイ由来ネッタイシマカからの犬糸状虫感受性および抵抗性系統の作出 (2021)
  • Author(s): 白水貴大、Manusvee Kaiduntod、Doolyawat Kladkempetch, Saruda Tiwananthagorn, 福本晋也
  • Organizer: 第73回日本衛生動物学会大会
• [Presentation] 病原体を媒介しない蚊による犬糸状虫症制御 (2021)
  • Author(s): 福本晋也、白水貴大
  • Organizer: 第73回日本衛生動物学会大会 病害動物の生理分子生物談話会
  • Invited
• [Presentation] フィールド由来ネッタイシマカからの犬糸状虫感受性・抵抗性系統の遺伝学的分離法の確立 (2021)
  • Author(s): 白水 貴大、Manusvee Kaikuntod、Doolyawat Kladkempetch、Saruda Tiwananthagorn、福本 晋也
  • Organizer: 第166回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] Dirofilaria immitis 高媒介および非媒介Aedes aegypti株の交雑後代における感染表現型解析 (2020)
  • Author(s): 白水貴大、曽賀晃、纐纈摩美、福本晋也
  • Organizer: 第72回日本衛生動物学会大会
• [Presentation] 市販細胞凍結保存培地による犬糸状虫ミクロフィラリア凍結保存 (2020)
  • Author(s): 白水 貴大、福本 晋也
  • Organizer: 第163回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] ネッタイシマカにおける遺伝的性決定随伴したDirofilaria immitis感染抵抗性表現型 (2019)
  • Author(s): 白水貴大、関 信彰、曽賀 晃、森下雄貴、纐纈摩美、福本晋也
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会