| Project/Area Number |
23K05557
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
岡田 哲也 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 研究員 (50374715)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
乾 隆 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 教授 (80352912)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | トリパノソーマ / 分化 / クオラムセンシング / ピルビン酸 / ATP |
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| Outline of Research at the Start |
アフリカ睡眠病の病原原虫であるTrypansoma bruceiのヒト血流中における分化開始メカニズムに関する独自の研究成果を発展させ，本研究ではメタボロミクスと遺伝学的手法を基軸として，T. bruceiが産生する未同定の分化誘導物質SIFが自身の解糖系，特にピルビン酸キナーゼ（TbPK）を阻害することよりクオラムセンシングから分化開始に至ることを明らかにする。また，TbPKをツールとして，平衡透析法と質量分析を組み合わせた最新の低親和性リガンド解析法を実施することにより，T. brucei培養上清から本酵素に結合する化合物をSIF候補として同定する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
原虫Trypanosoma bruceiは致死性のアフリカ睡眠病を引き起こす病原体である。ヒトをはじめとする宿主哺乳動物ではslender細胞として血流中で増殖するが，過密になるとクオラムセンシングにより非増殖型のstumpy細胞へと分化する。前年度までに，解糖系におけるATP産生酵素であるピルビン酸キナーゼ （TbPK）の阻害が分化誘導のトリガーとなることを明らかにしている。また，分化誘導物質（SIF）として新たにピルビン酸を同定したが，slender細胞における標的分子は不明である。しかしながら，血流型T. bruceiが促進拡散型トランスポーターを介してピルビン酸を細胞内外に輸送していることや，別の生物種のPKではピルビン酸による産物阻害が報告されていることから，slender細胞においてピルビン酸はTbPKを直接阻害することでSIFとして機能することが想起された。そこで本年度は以下の研究を実施した。組換え型TbPKを作製してピルビン酸存在下における阻害アッセイを行い，stumpy細胞への分化に必要とされる濃度範囲で容量依存的にTbPKが阻害された。さらに，ピルビン酸存在下における培養下slender細胞において細胞内ATP量の減少が認められた。細胞内のエネルギーセンサ分子であり，分化への関与が知られているAMP protein kinase（AMPK）のリン酸化がATP減少に付随して進行することも明らかとなった。ピルビン酸と同様に分化誘導活性が知られているミートペプトン（高濃度のオリゴペプチドを含有）についてもTbPKの阻害や細胞内ATPの減少が観察された。したがって，細胞内にSIF分子（ピルビン酸・オリゴペプチド）が蓄積することによりTbPKがクオラムセンサー様に働き，活性の阻害（ATP産生の抑制）を介してstumpy細胞への分化誘導が開始されることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は，分化誘導の初期において，SIF分子であるピルビン酸とオリゴペプチドが共通の分子メカニズムで作用することを実験的に示すことができた。また，平衡透析法と質量分析を組み合わせた低親和性リガンド解析法（MIDAS）による新規SIF分子の探索については，高濃度のTbPK調製やコントロールとなるリガンドの選択が完了している。以上から，本研究課題の進捗は順調であると評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
本原虫の「培養上清」における高濃度ピルビン酸の蓄積については古くから言及されているが，T. brucei感染動物の血中における蓄積については一定の見解が得られていない。そこで，感染モデルマウスにおける血中ピルビン酸濃度を測定し，原虫の増殖や，stumpy細胞への分化の程度との相関を検討する。新規SIF分子の探索では，コントロールとなるリガンドを用いてMIDASの実験系を構築し，T. brucei培養上清からのTbPKと相互作用する分子の検出を試みる。
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