トキソプラズマの再活性化のタイミングを決定する、分子メカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number	20J11138
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	国内
Review Section	Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
Research Institution	Gifu University
Principal Investigator	齋藤大蔵岐阜大学, 連合獣医学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY)	2020-04-24 – 2022-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help	¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000) Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000) Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords	寄生虫病学 / トキソプラズマ / 再活性化 / 環境因子 / Toxoplasma gondii / excystation / 環境認識 / 電位依存性カルシウムチャネル
Outline of Research at the Start	トキソプラズマは偏性細胞内寄生性の原虫であり、潜伏感染した本原虫の再活性化はヒトと動物双方の免疫不全症例において病態を引き起こすため問題となる。これまでに、トキソプラズマは宿主細胞内から細胞外への流出を感知して再活性化することを明らかにしたが、本研究では細胞外の流出を感知するトキソプラズマの分子の同定を目的として候補分子の欠損株を作製し、本来なら再活性化が誘導される系の中でも再活性化がおこらなくなることを確認する。
Outline of Annual Research Achievements	トキソプラズマはヒトを含めた哺乳類と鳥類のほとんどに感染する、人獣共通感染症の原因となる原虫である。本寄生虫は生活環の中で度々形態を変化する特徴があり、慢性感染期にはシストとよばれる多数の虫体を壁が取り囲んだシストという構造体を、宿主の脳や筋肉中で形成する。このシストからの脱出は、感染の成立および免疫不全症例の致死的病態に直結する現象である。しかし、その引き金となる環境因子はこれまで不明だった。本研究ではこのシスト脱出の引き金となる環境因子の同定、およびその機序の解明を行った。本虫のシストは通常宿主細胞内に存在しており、シスト脱出が主におこる捕食された際には細胞外への流出が想定されるため、この細胞外流出がシスト脱出の引き金となる刺激ではないかと考えた。このために、宿主感染マウスの脳からシストを抽出しin vitroでシスト脱出を評価できる系を樹立して検証したところ、細胞外の電解質組成である高ナトリウム・カリウム比およびカルシウムの存在がシスト脱出の引き金となることを明らかにしていた。また、組織中の酸性度はシスト脱出を阻害することも明らかにした。併せて、シスト脱出の際にブラディゾイトとタキゾイトのどちらの形態であるかを評価した。このために形態特異的に蛍光する遺伝子組み換え虫体を作成し、検証した。結果シスト脱出以前にブラディゾイトからタキゾイトへの分化が完了していた。細胞膜電位に影響するナトリウム・カリウム比とカルシウムが関与していることから、本虫は電位依存性カルシウムチャネルを用いてこれらの因子を感知しているのではないかと考え、現在は電位依存性カルシウムチャネルノックアウト株を作成中である。いくつかのトキソプラズマの系統ではノックアウトのベクター導入が成功しなかったため、以降はこの条件検討を行っていく予定である。
Research Progress Status	令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和3年度が最終年度であるため、記入しない。