宿主免疫を回避する線虫の分子機構の解明

• Project/Area Number: 22KJ0519
• Project/Area Number (Other): 21J00566 (2021-2022)
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Multi-year Fund (2023); Single-year Grants (2021-2022)
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 39050:Insect science-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小野 雅弥 東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2023-03-08 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 昆虫免疫 / RNA-seq / 線虫 / 血球 / C.elegans / アワヨトウ / 昆虫 / 包囲化 / レクチン / PAMPs

Outline of Research at the Start

昆虫や哺乳類は体内に侵入した病原体を認識する際に、病原体表面のPathogen-associated molecular patterns(PAMPs)を利用する。宿主が病原体を排除するためには、PAMPsをいち早く見つけ出し、PAMPs受容体を結合させ、免疫システムを起動させることが必要である。しかしながら、線虫に関してはPAMPsの存在は明確になっておらず、その受容体も明らかになっていない。申請者の昆虫を使った研究から得られた成果を足掛かりとし、昆虫寄生線虫および哺乳類寄生線虫のPAMPsおよびその受容体を同定し、昆虫や哺乳類の線虫に対する免疫機構の全体像を分子レベルで解明する。

Outline of Annual Research Achievements

チョウ目のアワヨトウ終齢幼虫に線虫(C. elegans）を注入し、RNA-seqを用いて、血球での遺伝子発現変動解析を行った。PCA解析により、バッファーやビーズを注入した昆虫と比較し、線虫の注入で遺伝子の発現が大きく変動することがわかった。線虫に対する昆虫の主要な免疫として、包囲化作用があげられる。線虫の包囲化前に、発現変動した遺伝子数は３２９で、その中には異物認識やToll-pathwayに関わる遺伝子が含まれていた。ビーズの注入においてもToll-pathwayの遺伝子の変動は見られたが、いくつかの遺伝子は線虫の注入によってのみ発現上昇が見られた。また、包囲化に寄与することが報告されている異物認識受容体の１つであるC-type lectinにおいても、線虫の注入によってのみ発現上昇するものが見られた。このことからも、線虫特異的に変動する遺伝子群の存在が示唆された。さらに、包囲化前、包囲化中、包囲化後での一連の遺伝子発現変動を知るため、タイムコース解析を行なった。線虫特異的に変動した遺伝子を見ると、包囲化前に発現し始め、包囲化中にピークとなり、包囲化後に、発現が低下した。この中には、Toll-pathwayの下流の遺伝子が含まれていた。一方で、線虫の注入によって発現が低下する遺伝子も存在し、これについては考察が必要と考える。この成果は、応用動物昆虫学会で発表し、論文についても投稿準備中である。

Research Products

• [Journal Article] Drosophila cytokine GBP2 exerts immune responses and regulates GBP1 expression through GPCR receptor Mthl10 (2024)
  • Author(s): Ono Masaya、Matsumura Takashi、Sung Eui Jae、Koyama Takashi、Ochiai Masanori、Shears Stephen B.、Hayakawa Yoichi
  • Journal Title: Insect Biochemistry and Molecular Biology Volume: 167 Pages: 104086-104086
  • DOI: 10.1016/j.ibmb.2024.104086
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] N-acetyloxfenicine strongly induces mitohormesis in mice as well as in insects. (2023)
  • Author(s): Matsumura, T., Ono, M., Osada, S., Matsuhisa, F., Ochiai, M. and Hayakawa, Y.
  • Journal Title: FEBS Letter Volume: 597 Issue: 2 Pages: 288-297
  • DOI: 10.1002/1873-3468.14566
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 線虫注入後の鱗翅目昆虫におけるトランスクリプトーム解析 (2024)
  • Author(s): 小野雅弥 , 前田安信 , 西村怜 , Li Xiaolan , 鶴田慈音 , 吉田朱美 , 菊地泰生
  • Organizer: 第68回日本応用動物昆虫学会
• [Presentation] 寄生性線虫の光反応 (2022)
  • Author(s): 小野雅弥、鴻巣明日香、菊地泰生
  • Organizer: 第29回日本線虫学会
• [Book] 昆虫と自然 INSECTS REPORTS (2022)
  • Author(s): 小野雅弥
  • Total Pages: 40
  • Publisher: ニュー・サイエンス社
• [Book] チョウ目昆虫に対する線虫の病原性と 害虫防除などへの利用 (2021)
  • Author(s): 小野雅弥・吉賀豊司
  • Total Pages: 6
  • Publisher: 蚕糸・昆虫バイオテック