アフリカのコウモリが保有する病原性未知の新規コロナウイルスに関する研究

• Project/Area Number: 22K05981
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 梶原 将大 北海道大学, 人獣共通感染症国際共同研究所, 准教授 (70711894)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: コウモリ / ウイルス / コロナウイルス / アフリカ / 人獣共通感染症 / 新興感染症

Outline of Research at the Start

コウモリは遺伝的に極めて多様なコロナウイルスを保有することが知られている。本事業はアフリカのコウモリから検出された新規コロナウイルスの性状を解明し、コロナウイルス感染症制圧に向けた知的基盤の構築を目的とする。アフリカのコウモリから検出された新規ベータコロナウイルス (ノベコウイルス亜属) を主な対象とし、株化細胞や実験動物への感染性を評価し、その生物学的性状を明らかにする。スパイク蛋白質特異抗体を用いた研究では、ウイルスの抗原性および中和メカニズムの解明に取り組む。また、ウイルス感染に関与する宿主因子を特定し、ウイルス感染の分子メカニズムを明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

コウモリは遺伝的に多様なコロナウイルスを保有する。新型コロナウイルスがそうであったように、コウモリが保有する病原性未知のコロナウイルスが次なるパンデミックを引き起こすというシナリオは十分に考えられる。これまでの研究で、ザンビアの洞窟に生息するエジプトルーセットオオコウモリ (ERB) からベータコロナウイルス属ノベコウイルス亜属に分類される新規ウイルスを検出した。本年度はノベコウイルスの自然界における生存メカニズムを明らかにする目的で、ERBが生息する洞窟で捕獲された他種コウモリであるカタジロカグラコウモリ105個体の口腔・直腸スワブを対象に、コロナウイルスを広く検出可能なRT-PCRを用いてコロナウイルスゲノムのスクリーニングを実施した。その結果、2個体において遺伝子の増幅が確認された。サンガー法による増幅産物のシークエンス解析およびBLAST検索の結果、いずれの個体からもノベコウイルスは検出されなかった一方で、ヒベコウイルスのゲノムの一部が検出された。ヒベコウイルスはベータコロナウイルス属に属するウイルスであり、これまで中国とアフリカのカグラコウモリ属のコウモリからのみ検出が報告されている。ザンビアにおいても同ウイルスがカグラコウモリの一種から検出されたことから、ヒベコウイルスはカグラコウモリに対して適応的な進化を遂げていることが伺える。今後、ヒベコウイルスについてもノベコウイルスと並行して生物学的性状解析を進め、感染性ウイルスの分離を試みる。また、日本のコウモリにおけるこれらコロナウイルスの分布を調べる目的で、日本固有種であるカグラコウモリ (Hipposideros turpis) 約60頭分の口腔・直腸スワブ検体を入手した。今後、これらの検体もコロナウイルスのスクリーニングを実施し、我が国におけるコロナウイルスの分布および遺伝的多様性に関する知見を得る予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度は当初申請書には記載されていなかったヒベコウイルスの解析に多くの労力を費やした。当初想定していなかった追加的成果ではあるものの、本研究の重要性を底上げする成果が得られたと考えている。最終年度は、ノベコウイルスおよびヒベコウイルスを対象に研究を進めることで、計画通りの研究を実施できると考えている。

Strategy for Future Research Activity

ノベコおよびヒベコウイルスのS遺伝子を保有する水疱性口内炎ウイルスをプラットフォームとしたキメラウイルスおよびシュードタイプウイルスを作成する。これらの組換えウイルスを用いて、コウモリ細胞を含む多様な培養細胞におけるSタンパク質依存的なウイルス感染効率を比較解析する。同試験で特定した高感受性細胞に対してノベコおよびヒベコウイルス陽性検体を接種しウイルスの分離を試みる。ウイルス分離に成功した場合、ハムスターを始めとする実験動物を用いて感染実験を実施し、コウモリ以外の哺乳類に対する感染性および病原性について評価する。また、CRISPR/Cas9システムに基づく網羅的な遺伝子ノックアウトあるいは発現増強細胞ライブラリに対して、上記の分離ウイルスあるいは組換え水疱性口内炎ウイルスを接種し、ウイルス感染抵抗性細胞の次世代シークエンス解析により、ノベコおよびヒベコウイルスの感染・増殖に関与する宿主因子を同定する。また、精製分離ウイルスあるいはウイルス様粒子をBALB/Cマウスに投与し、免疫血清を調整し、コウモリ由来コロナウイルスと既知のコロナウイルスとの抗原性を比較する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ザンビア大学/国立公衆衛生研究所(ザンビア)
• [Int'l Joint Research] 国立生物医学研究所/中央獣医研究所(コンゴ民主共和国)
• [Int'l Joint Research] ザンビア大学獣医学部/ザンビア観光・芸術省/ザンビア中央獣医学研究所(ザンビア)
• [Journal Article] Seroprevalence of Bas-Congo virus in Mangala, Democratic Republic of the Congo: a population-based cross-sectional study (2024)
  • Author(s): Munyeku-Bazitama Y, Okitale-Talunda P, Hattori T, Saito T, Lombe BP, Miyamoto H, Mori-Kajihara A, Kajihara M, Nkoy AB, Twabela AT, Masumu J, Ahuka-Mundeke S, Muyembe-Tamfum JJ, Igarashi M, Park ES, Morikawa S, Makiala-Mandanda S, Takada A
  • Journal Title: The Lancet Microbe Volume: - Issue: 6 Pages: e529-e537
  • DOI: 10.1016/s2666-5247(24)00021-1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Detection of Extended-Spectrum Beta-Lactamase (ESBL)-Producing Enterobacteriaceae from Diseased Broiler Chickens in Lusaka District, Zambia (2024)
  • Author(s): Chileshe C, Shawa M, Phiri N, Ndebe J, Khumalo CS, Nakajima C, Kajihara M, Higashi H, Sawa H, Suzuki Y, Muleya W, Hang’ombe BM
  • Journal Title: Antibiotics Volume: 13 Issue: 3 Pages: 259-259
  • DOI: 10.3390/antibiotics13030259
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Phylogenetic Analysis of Newcastle Disease Virus Isolated from Poultry in Live Bird Markets and Wild Waterfowl in Zambia (2024)
  • Author(s): Kalonda A, Saasa N, Kajihara M, Nao N, Moonga L, Ndebe J, Mori-Kajihara A, Mukubesa AN, Sakoda Y, Sawa H, Takada A, Simulundu E
  • Journal Title: Microorganisms Volume: 12 Issue: 2 Pages: 354-354
  • DOI: 10.3390/microorganisms12020354
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Development of an Immunochromatography Assay to Detect Marburg Virus and Ravn Virus (2023)
  • Author(s): Changula K, Kajihara M, Muramatsu S, Hiraoka K, Yamaguchi T, Yago Y, Kato D, Miyamoto H, Mori-Kajihara A, Shigeno A, Yoshida R, Henderson CW, Marzi A, Takada A
  • Journal Title: Viruses Volume: 15 Issue: 12 Pages: 2349-2349
  • DOI: 10.3390/v15122349
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Prevalence and Genomic Characterization of Rotavirus A from Domestic Pigs in Zambia: Evidence for Possible Porcine?Human Interspecies Transmission (2023)
  • Author(s): Ndebe J, Harima H, Chambaro HM, Sasaki M, Yamagishi J, Kalonda A, Shawa M, Qiu Y, Kajihara M, Takada A, Sawa H, Saasa N, Simulundu E
  • Journal Title: Pathogens Volume: 12 Issue: 10 Pages: 1199-1199
  • DOI: 10.3390/pathogens12101199
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Expanding diversity of bunyaviruses identified in mosquitoes (2023)
  • Author(s): Orba Y, Abu YE, Chambaro HM, Lundu T, Muleya W, Eshita Y, Qiu Y, Harima H, Kajihara M, Mori-Kajihara A, Matsuno K, Sasaki M, Hall WW, Hang’ombe BM, Sawa H
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 13 Issue: 1 Pages: 18165-18165
  • DOI: 10.1038/s41598-023-45443-2
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Susceptibility of common dabbling and diving duck species to clade 2.3.2.1 H5N1 high pathogenicity avian influenza virus: an experimental infection study (2023)
  • Author(s): Soda K, Tomioka Y, Usui T, Ozaki H, Ito H, Nagai Y, Yamamoto N, Okamatsu M, Isoda N, Kajihara M, Sakoda Y, Takada A, Ito T
  • Journal Title: Journal of Veterinary Medical Science Volume: 85 Issue: 9 Pages: 942-949
  • DOI: 10.1292/jvms.23-0122
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Surveillance, Isolation, and Genetic Characterization of Bat Herpesviruses in Zambia (2023)
  • Author(s): Harima H, Qiu Y, Yamagishi J, Kajihara M, Changula K, Okuya K, Isono M, Yamaguchi T, Ogawa H, Nao N, Sasaki M, Simulundu E, Mweene AS, Sawa H, Ishihara K, Hang’ombe BM, Takada A
  • Journal Title: Viruses Volume: 15 Issue: 6 Pages: 1369-1369
  • DOI: 10.3390/v15061369
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Field-deployable multiplex detection method of SARS-CoV-2 and influenza virus using loop-mediated isothermal amplification and DNA chromatography (2023)
  • Author(s): Hayashida K, Garcia A, Moonga LC, Sugi T, Takuya K, Kawase M, Kodama F, Nagasaka A, Ishiguro N, Takada A, Kajihara M, Nao N, Shingai M, Kida H, Suzuki Y, Hall WW, Sawa H, Yamagishi J
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 18 Issue: 5 Pages: e0285861-e0285861
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0285861
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Head-to-head comparison of diagnostic accuracy of four Ebola virus disease rapid diagnostic tests versus GeneXpert? in eastern Democratic Republic of the Congo outbreaks: a prospective observational study (2023)
  • Author(s): Mukadi-Bamuleka D, Bulabula-Penge J, Jacobs BKM, De Weggheleire A, Edidi-Atani F, Mambu-Mbika F, Legand A, Klena JD, Fonjungo PN, Mbala-Kingebeni P, Makiala-Mandanda S, Kajihara M, et al.
  • Journal Title: eBioMedicine Volume: 91 Pages: 104568-104568
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2023.104568
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Detection of Old and New World Relapsing Fever Borreliae in Ornithodoros Ticks Collected from Warthog Burrows in Zambia (2023)
  • Author(s): Qiu Y, Chambaro HM, Sato K, Squarre D, Simulundu E, Kajihara M, Changula K, Simbotwe M, Harima H, Ndebe J, Moonga L, Nakao R, Takada A, Hang’ombe BM, Sawa H, Kawabata H
  • Journal Title: Microorganisms Volume: 11 Issue: 1 Pages: 200-200
  • DOI: 10.3390/microorganisms11010200
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Isolation and Characterization of Distinct Rotavirus A in Bat and Rodent Hosts (2023)
  • Author(s): Kishimoto M, Kajihara M, Tabata K, Itakura Y, Toba S, Ozono S, Sato Y, Suzuki T, Ito N, Changula K, Qiu Y, Mori-Kajihara A, Eto Y, Harima H, Mwizabi D, Hang’ombe BM, Hall WW, Takada A, Orba Y, Sawa H, Sasaki M
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: 97 Issue: 1
  • DOI: 10.1128/jvi.01455-22
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Current status and molecular epidemiology of rabies virus from different hosts and regions in Malawi (2023)
  • Author(s): Kainga H, Chatanga E, Phonera MC, Kothowa JP, Dzimbiri P, Kamwendo G, Mulavu M, Khumalo CS, Changula K, Chambaro H, Harima H, Kajihara M, Mkandawire K, Chikungwa P, Chulu J, Njunga G, Chitanga S, Mubemba B, Sasaki M, Orba Y, Qiu Y, Yamagishi J, Simulundu E, Takada A, Namangala B, Sawa H, Muleya W
  • Journal Title: Archives of Virology Volume: 168 Issue: 2 Pages: 61-61
  • DOI: 10.1007/s00705-022-05635-z
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Seroprevalence and Associated Risk Factors of Rift Valley Fever in Livestock from Three Ecological Zones of Malawi (2022)
  • Author(s): Kainga H, Phonera MC, Chatanga E, Kallu SA, Mpundu P, Samutela M, Chambaro HM, Kajihara M, Shempela DM, Sikalima J, Muleya W, Shawa M, Chulu J, Njunga G, Simuunza M, Takada A, Sawa H, Simulundu E, Saasa N
  • Journal Title: Pathogens Volume: 11 Issue: 11 Pages: 1349-1349
  • DOI: 10.3390/pathogens11111349
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Single Nucleotide Variants of the Human TIM-1 IgV Domain with Reduced Ability to Promote Viral Entry into Cells (2022)
  • Author(s): Hattori T, Saito T, Miyamoto H, Kajihara M, Igarashi M, Takada A
  • Journal Title: Viruses Volume: 14 Issue: 10 Pages: 2124-2124
  • DOI: 10.3390/v14102124
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genomic Surveillance of SARS-CoV-2 in the Southern Province of Zambia: Detection and Characterization of Alpha, Beta, Delta, and Omicron Variants of Concern (2022)
  • Author(s): Katowa B, Kalonda A, Mubemba B, Matoba J, Shempela DM, Sikalima J, Kabungo B, Changula K, Chitanga S, Kasonde M, Kapona O, Kapata N, Musonda K, Monze M, Tembo J, Bates M, Zumla A, Sutcliffe CG, Kajihara M, Yamagishi J, Takada A, Sawa H, Chilengi R, Mukonka V, Muleya W, Simulundu E
  • Journal Title: Viruses Volume: 14 Issue: 9 Pages: 1865-1865
  • DOI: 10.3390/v14091865
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Human ACE2 Genetic Polymorphism Affecting SARS-CoV and SARS-CoV-2 Entry into Cells (2022)
  • Author(s): Hattori T, Saito T, Okuya K, Takahashi Y, Miyamoto H, Kajihara M, Igarashi M, Takada A
  • Journal Title: Microbiology Spectrum Volume: 10 Issue: 4
  • DOI: 10.1128/spectrum.00870-22
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Detection of Tick-Borne Bacterial and Protozoan Pathogens in Ticks from the Zambia-Angola Border (2022)
  • Author(s): Qiu Y, Simuunza M, Kajihara M, Ndebe J, Saasa N, Kapila P, Furumoto H, Lau ACC, Nakao R, Takada A, Sawa H
  • Journal Title: Pathogens Volume: 11 Issue: 5 Pages: 566-566
  • DOI: 10.3390/pathogens11050566
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Tracking Egyptian rousette bats as the natural reservoir host of Marburgvirus (2024)
  • Author(s): Kajihara M, Fujioka E, Changula K, Qiu Y, Kajihara A, Teshima Y, Ndebe J, Moonga L, Nao N, Ohari Y, Hayashida K, Hang’ombe MB, Kawabata H, Sawa H, Hiryu S, Takada A
  • Organizer: 8th International Bio-Logging Science Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] マールブルグウイルスおよびエジプトルーセットオオコウモリの生態学的調査 (2023)
  • Author(s): 梶原 将大、藤岡 慧明、Katendi Changula、邱 永晋、梶原 亜紀奈、手嶋 優風、Joseph Ndebe、Ladslav Moonga、直 亨則、尾針 由真、林田 京子、Bernard M. Hang’ombe、川端 寛樹、澤 洋文、飛龍 志津子、高田 礼人
  • Organizer: 第70回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] Cross-species Infection of Nairovirus and Borrelia species in Bat Population in Zambia (2022)
  • Author(s): Kajihara M, Qiu Y, Katendi C, Mori-Kajihara A, Okuya K, Nao N, Nakao R, Sato K, Eto Y, Harima H, Sawa H, Simulundu E, Mwizabi D, Hang'ombe BM, Kawabata H, Sawa H, Takada A
  • Organizer: 19th International Bat Research Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] アフリカのコウモリが保有するフィロウイルス・ナイロウイルス (2022)
  • Author(s): 梶原 将大
  • Organizer: 第165回日本獣医学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] Marburgvirus in Egyptian fruit bats in Zambia (2022)
  • Author(s): Kajihara M, Changula K, Hang’ombe B, Qiu Y, Mori-Kajihara A, Miyamoto H, Eto Y, Harima H, Ogawa H, Mwizabi D, Sawa H, Mukonka V, Simulundu E, Takada A
  • Organizer: 10th international Filovirus Symposium
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Surveillance of Zoonoses in Zambia (2022)
  • Author(s): Kajihara M
  • Organizer: Africa symposium Acceleration of the malaria elimination in tropical Africa: the post―COVID―19 pandemic challenges
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Book] 識別図鑑 日本のコウモリ「日本のコウモリ研究最前線③コウモリが持つウイルスを追跡する」 (2023)
  • Author(s): コウモリの会、佐野明、福井大
  • Total Pages: 2
  • Publisher: 文一総合出版
  • ISBN: 9784829972472