媒介蚊はなぜウイルス感染で深刻な病態を示さないのか：不顕性感染メカニズムの解明

• Project/Area Number: 21KK0107
• 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 39:Agricultural and environmental biology and related fields
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 鈴木 康嗣 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 特定准教授 (00896087)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三浦 郁修 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 研究員 (10839632) ; 堀江 真行 大阪公立大学, 大学院獣医学研究科, 教授 (20725981)
• Project Period (FY): 2021-10-07 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥19,240,000 (Direct Cost: ¥14,800,000、Indirect Cost: ¥4,440,000); Fiscal Year 2024: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2023: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2022: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2021: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
• Keywords: 媒介蚊 / 不顕性感染 / 昆虫免疫 / アルボウイルス / 昆虫特異的ウイルス / ウイルス

Outline of Research at the Start

蚊は多くのヒト病原性ウイルスを媒介することに加え、人に感染性のない蚊特異的ウイルスにも自然感染している。一方で、蚊がウイルス感染によって、深刻な病態を示すことは皆無である。ウイルスに感染した蚊のみに深刻な病態を引き起こすことができれば、ヒト病原性ウイルスの蚊から人への伝播を止める新たな制御手段となり得る。そこで本研究では、媒介蚊がウイルス感染において、病態を発症しない状態、「不顕性感染」を成立させるために重要な宿主遺伝子を同定とその分子機構の理解を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、ネッタイシマカにおいて頻繁に感染が見られる昆虫特異的ウイルスであるCFAVが自然感染しているネッタイシマカ系統のvirome解析を行った。その結果、当該系統には６種類の異なるウイルスが感染している可能性が示された。それぞれのウイルスの感染率は、大きく異なっているものの６種全てのウイルスに感染する蚊個体も観察された。またこれらのウイルスの感染部位と経時的なウイルス量の解析を行ったところ、CFAVと同様に中腸や卵巣などを含めた主要器官において、ウイルスRNAが検出され、発達段階や成体日齢にかかわらず同程度のウイルスRNA量が観察された。さらに異なるウイルス同士の複製が競合することはみられなかったことから、蚊個体内において、多様なウイルスが共存関係にあることが示唆された。
さらに媒介蚊のウイルス感染への寛容性を蚊媒介性ウイルスであるデングウイルスを用いて評価した。デングウイルス感染蚊群と非感染蚊群間における生存率に有意な差は認められなかった。また、低栄養条件下においても、デングウイルス感染による急激な生存期間の短縮などは認められなかったため、ネッタイシマカはデングウイルスに対しても非常に高いレベルで寛容性を有していることが示唆された。
また、ネッタイシマカに病態を引き起こしうる蚊の遺伝子を探索し、細胞株ならびに蚊個体において過剰発現させるための準備を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究室で飼育しているネッタイシマカ系統に多様な昆虫特異的ウイルスが競合することなく共感染していることが明らかになった。それにもかかわらず、繁殖する上で十分な時間を生存・活動することが観察された。また昨年度に構築したデングウイルス感染実験系を用いて、ネッタイシマカにおける不顕性感染の成立を評価した。デングウイルス感染蚊は、低栄養下においても急激な生存率の低下を示さなかったため、昆虫特異的ウイルスだけでなく、蚊媒介性ウイルスに対しても、シマカが有するウイルス感染へ高い寛容性が明らかとなった。さらに蚊に病態を誘導しうる遺伝子の探索にも着手できた。
パスツール研究所ならびにデ・ラサール大学とも、引き続き強い共同研究体制を維持していることを含め、以上を総合的に考え、おおむね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

複数の昆虫特異的ウイルスに共感染している蚊個体における免疫機構がどのように機能しているのかを解析する。また蚊の飼育時における栄養条件をさらに変動させることで、昆虫特異的ウイルスや蚊媒介性ウイルスによる潜在的な病態誘導を評価する。また、本年度に同定した病態誘導を起こしうる遺伝子を過剰発現させることによる蚊の細胞・個体への影響を検討する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] パスツール研究所(フランス)
• [Int'l Joint Research] デ・ラサール大学(フィリピン)
• [Int'l Joint Research] オランダ国立公衆衛生環境研究所(オランダ)
• [Int'l Joint Research] マウラナ バシャニ科学技術大学(バングラデシュ)
• [Int'l Joint Research] パスツール研究所(フランス)
• [Int'l Joint Research] デ・ラサール大学(フィリピン)
• [Int'l Joint Research] パスツール研究所(フランス)
• [Int'l Joint Research] デラサール大学(フィリピン)
• [Journal Article] In vitro characterization of cell-fusing agent virus DNA forms in Aedes aegypti mosquitoes (2024)
  • Author(s): Uddin Mohammad Mosleh、Suzuki Yasutsugu、Reyes Jerica Isabel L.、Watanabe Kozo
  • Journal Title: Virology Volume: 591 Pages: 109982-109982
  • DOI: 10.1016/j.virol.2024.109982
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] No detectable fitness cost of infection by cell-fusing agent virus in <i>Aedes aegypti</i> mosquitoes (2024)
  • Author(s): Suzuki Yasutsugu、Suzuki Takahiro、Miura Fuminari、Reyes Jerica Isabel L.、Asin Irish Coleen A.、Mitsunari Wataru、Uddin Mohammad Mosleh、Sekii Yu、Watanabe Kozo
  • Journal Title: Royal Society Open Science Volume: 11 Issue: 1 Pages: 231373-231373
  • DOI: 10.1098/rsos.231373
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Understanding mosquito-virus interactions toward controlling mosquito borne virus infections (2023)
  • Author(s): Yasutsugu Suzuki
  • Organizer: Singapore Society for Microbiology and Biotechnology 50th Anniversary Symposium
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ネッタイシマカと蚊特異的ウイルスをモデルとした媒介蚊-ウイルス相互作用の理解 (2023)
  • Author(s): 鈴木康嗣, 鈴木貴大, Jerica Isabel L Reyes, Mohammad Mosleh Uddin, Irish Coleen Asin, 三浦郁修, Artem Baidaliuk, Etienne Simon-Loriere, Louis Lambrechts, Maria Carla Saleh, 渡辺幸三
  • Organizer: 第57回日本脳炎ウイルス生態学研究会
• [Presentation] 昆虫特異的ウイルスcell-fusing agent virus自然感染蚊における個体内ウイルス動態とウイルスDNA産生の解析 (2023)
  • Author(s): 鈴木康嗣, Asin A. Irish Coleen, 光成渉, Mohammad Mosleh Uddin, Reyes L. Jerica Isabel, 渡辺幸三
  • Organizer: 第70回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] Understanding biology of insect-specific viruses toward controlling arbovirus transmission (2023)
  • Author(s): Yasutsugu Suzuki, Irish Coleen A. Asin,, Takahiro Suzuki,, Fuminari Miura, Artem Baidaliuk, Jerica Isabel L. Reyes,, Mohammad Mosleh Uddin,, Sekii Yu, Etienne Simon-Loriere, Louis Lambrechts, Maria Carla Saleh and Kozo Watanabe
  • Organizer: Mosquito-borne Disease Control from Ecological Approaches
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Replication kinetics and tissue tropism of insect-specific viruses in a naturally infected Aedes aegypti colony (2023)
  • Author(s): Irish Coleen Angelo Asin, Yasutsugu Suzuki, Artem Baidaliuk, Wataru Mitsunari, Etienne Simon-Loriere, Kozo Watanabe
  • Organizer: 第46回日本分子生物学会年会
• [Presentation] Understanding antiviral immunity in Aedes mosquitoes from nanoscale to macroscale (2022)
  • Author(s): Yasutsugu Suzuki
  • Organizer: PASTEUR JAPAN 2022 SYMPOSIUM: FRANCE-JAPAN COOPERATION ON HEALTH
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Cell-fusing agent virusがネッタイシマカの 生存・生体活動に与える 影響の検討 (2022)
  • Author(s): 鈴木康嗣、鈴木貴大、三浦郁也、Jerica Isabel L. Reyes、 Mohammad Mosleh Uddin、渡辺幸三
  • Organizer: 第36回中国四国ウイルス研究会
• [Presentation] Investigation of potential impacts of cell-fusing agent virus (CFAV) infection on Aedes aegypti mosquito fitness: viability, feeding behavior and reproduction (2022)
  • Author(s): Yasutsugu Suzuki, Takahiro Suzuki, Fuminari Miura, Jerica Isabel L Reyes, Mohammad Mosleh Uddin, Wataru Mitsunari, Kozo Watanabe
  • Organizer: 第69回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] 細胞融合性ウイルス(CFAV)がネッタイシマカの健康状態に与える影響の検討 (2022)
  • Author(s): 鈴木 貴大, 鈴木 康嗣, 三浦 郁修, Reyes Jerica Isabel Llige, Uddin Mohammad Mosleh, 光成 渉, 渡辺 幸三
  • Organizer: 第45回日本分子生物学会年会
• [Presentation] Viral DNA forms of cell fusing agent virus (CFAV) are produced in Aedes aegypti mosquito cell lines (2021)
  • Author(s): Mohammad Mosleh Uddin, Yasutsugu Sujuki, Kozo Watanabe
  • Organizer: 第44回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 環境生態・保健研究室における媒介蚊-ウイルス相互作用研究の紹介 (2021)
  • Author(s): 鈴木康嗣, Jerica Isabel L Reyes, Mohammad Mosleh Uddin, 鈴木貴大, 韋子成, 大村瑞羅, 渡辺幸三
  • Organizer: 第27回トガ・フラビ・ペスチウイルス研究会