マダニ過酸化水素消去酵素に着目した高免疫効率型の新規抗マダニワクチン開発への挑戦

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16J08221
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 草木迫 浩大 山口大学, 連合獣医学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2016-04-22 – 2018-03-31
• Keywords: マダニ / ペルオキシレドキシン / 過酸化水素 / 遺伝子ノックダウン

Outline of Annual Research Achievements

活性酸素種(ROS)であるヒドロキシラジカルは、特に強い酸化力を有し、生体高分子に酸化障害を引き起こすが、生体内での半減期は短い。このため、ROSの中で半減期が比較的長く、かつその前段階のROSである過酸化水素を制御する方が生物にとって効率的である。マダニは偏性吸血性節足動物で、宿主由来血液には遊離鉄が大量に含まれ、その鉄分子とマダニ体内に存在する酸素分子が反応し、多量のROSの発生が予想される。したがって、マダニ体内における過酸化水素の制御は、マダニの発育に不可欠である。そこで、過酸化水素消去への関与が考えられるペルオキシレドキシン(Prx)に着目した。先行研究で、フタトゲチマダニ由来2-Cys型ペルオキシレドキシン(HlPrx2)は、過酸化水素消去による抗酸化活性を有することが明らかとなっている。これを踏まえ、マダニPrxの吸血・産卵に果たす役割について解析を行った。
マダニ体内でのHlPrx2遺伝子および蛋白質の発現動態・局在を明らかとするために、定量的PCR、抗血清を用いたウェスタンブロット法、間接蛍光抗体法を行った。その結果、マダニの吸血に伴いHlPrx2の発現量が増加し、特に中腸と卵巣において顕著であった。また、中腸の基底膜および卵巣の細胞膜に局在が認められた。さらに、RNA干渉法によるHlPrx2遺伝子ノックダウンを行い、HlPrx2のマダニ体内での吸血・産卵に果たす役割並びに過酸化水素濃度への影響を解析した。その結果、HlPrx2遺伝子をノックダウンしたマダニでは、飽血体重、卵重量、産卵数が対照群に比べ有意に減少し、マダニ体内の過酸化水素濃度も増加傾向を示した。
以上の結果より、HlPrx2は、中腸並びに卵巣において抗酸化応答への関与が推察され、マダニの吸血・産卵や過酸化水素濃度の制御に重要な分子であることが考えられた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の計画通り、吸血期でのマダニ体内におけるHlPrx2の遺伝子並びに蛋白質の発現解析を遂行することができた。また、本研究成果は、平成28年度に投稿論文としてまとめ、発表済みである。

Strategy for Future Research Activity

本年度の成果により、HlPrx2が、マダニの吸血・産卵並びに過酸化水素濃度の制御に重要な分子であることが示唆された。当初の計画通り、最終年度は、組換えHlPrx2で免疫した宿主動物でマダニを吸血させ、ワクチネーションによるマダニの吸血・産卵に及ぼす影響を評価し、HlPrx2がワクチン標的候補分子になるか検証していく。

Research Products

• [Journal Article] Initial development of Babesia ovata in the tick midgut (2017)
  • Author(s): Maeda H, Hatta T, Alim MA, Tsubokawa D, Mikami F, Kusakisako K, Matsubayashi M, Umemiya-Shirafuji R, Tsuji N, Tanaka T.
  • Journal Title: Veterinary Parasitology Volume: 15 Pages: 39-42
  • DOI: 10.1016/j.vetpar.2016.11.020
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Characterization and antiviral activity of a newly identified defensin-like peptide, HEdefensin, in the hard tick Haemaphysalis longicornis (2017)
  • Author(s): Talactac MR, Yada Y, Yoshii K, Hernandez EP, Kusakisako K, Maeda H, Galay RL, Fujisaki K, Mochizuki M, Tanaka T.
  • Journal Title: Developmental and Comparative Immunology Volume: 68 Pages: 98-107
  • DOI: 10.1016/j.dci.2016.11.013
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 2-Cys peroxiredoxin is required in successful blood-feeding, reproduction, and antioxidant response in the hard tick Haemaphysalis longicornis (2016)
  • Author(s): Kusakisako K, Galay RL, Umemiya-Shirafuji R, Hernandez EP, Maeda H, Talactac MR, Tsuji N, Mochizuki M, Fujisaki K, Tanaka T.
  • Journal Title: Parasites and Vectors Volume: 9 Pages: 457
  • DOI: 10.1186/s13071-016-1748-2
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Improvement of the cryopreservation method for the Babesia gibsoni parasite by using commercial freezing media (2016)
  • Author(s): Kusakisako K, Masatani T, Yada Y, Talactac MR, Hernandez EP, Maeda H, Mochizuki M, Tanaka T.
  • Journal Title: Parasitology International Volume: 65 Pages: 532-535
  • DOI: 10.1016/j.parint.2016.02.012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Induction of gene silencing in Haemaphysalis longicornis ticks through immersion in double-stranded RNA (2016)
  • Author(s): Galay RL, Hernandez EP, Talactac MR, Maeda H, Kusakisako K, Umemiya-Shirafuji R, Mochizuki M, Fujisaki K, Tanaka T.
  • Journal Title: Tick and Tick-borne Diseases Volume: 7 Pages: 813-816
  • DOI: 10.1016/j.ttbdis.2016.03.018
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Peroxiredoxins are important for blood feeding and reproduction through the regulation of H2O2 concentrations in the hard tick Haemaphysalis longicornis (2017)
  • Author(s): Kodai Kusakisako, Remil Linggatong Galay, Rika Umemiya-Shirafuji, Emmanuel Pacia Hernandez, Hiroki Maeda, Melbourne Rio Talactac, Naotoshi Tsuji, Masami Mochizuki, Kozo Fujisaki, Tetsuya Tanaka
  • Organizer: International Symposium in Veterinary Science
  • Place of Presentation: Bogor, Indonesia
  • Year and Date: 2017-01-19 – 2017-01-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The potential of recombinant ferritins as anti-tick vaccine against Haemaphysalis longicornis (2017)
  • Author(s): Remil Linggatong Galay, Takeshi Miyata, Rika Umemiya-Shirafuji, Hiroki Maeda, Kodai Kusakisako, Masami Mochizuki, KozoFujisaki, Tetsuya Tanaka
  • Organizer: International Symposium in Veterinary Science
  • Place of Presentation: Bogor, Indonesia
  • Year and Date: 2017-01-19 – 2017-01-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Interaction of different acaricides with the recombinant glutathione S-transferases of Haemaphysalis longicornis (2017)
  • Author(s): Emmanuel Pacia Hernandez, Kodai Kusakisako, Remil Linggatong Galay, Hiroki Maeda, Melbourne Rio Talactac, Masami Mochizuki, Kozo Fujisaki, Tetsuya Tanaka
  • Organizer: International Symposium in Veterinary Science
  • Place of Presentation: Bogor, Indonesia
  • Year and Date: 2017-01-19 – 2017-01-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Investigation of the survival dynamics of Japan isolate thogoto virus in Haemaphysalis longicornis (2017)
  • Author(s): Melbourne Rio Talactac, Kentaro Yoshii, Emmanuel Pacia Hernandez, Kodai Kusakisako, Hiroki Maeda, Kozo Fujisaki, Masami Mochizuki, Tetsuya Tanaka,
  • Organizer: International Symposium in Veterinary Science
  • Place of Presentation: Bogor, Indonesia
  • Year and Date: 2017-01-19 – 2017-01-20
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] フタトゲチマダニへモリンフ由来ディフェンシンの同定とその抗菌作用 (2016)
  • Author(s): 屋田友里花, 草木迫浩大, Melbourne Rio Talactac, Emmanuel Pacia Hernandez, 前田大輝, 安藤匡子, 望月雅美, 藤崎幸蔵, 田仲哲也
  • Organizer: 第69回日本寄生虫学会南日本支部大会・第66回日本衛生動物学会南日本支部大会合同大会
  • Place of Presentation: 佐賀大学（佐賀県、佐賀市）
  • Year and Date: 2016-11-05 – 2016-11-06
• [Presentation] ダニ胚由来細胞における遺伝子発現ベクターの検証 (2016)
  • Author(s): 井戸明子, 正谷達謄, 好井健太朗, Remil Linggatong Galay, 草木迫浩大, Melbourne Rio Talactac, Emmanuel Pacia Hernandez, 望月雅美, 田仲哲也
  • Organizer: 第69回日本寄生虫学会南日本支部大会・第66回日本衛生動物学会南日本支部大会合同大会
  • Place of Presentation: 佐賀大学（佐賀県、佐賀市）
  • Year and Date: 2016-11-05 – 2016-11-06
• [Presentation] Experimental transmission of tick-borne encephalitis virus surrogate Langat virus by Haemaphysalis longicornis (2016)
  • Author(s): Melbourne Rio Talactac, Kentaro Yoshii, Emmanuel Pacia Hernandez, Kodai Kusakisako, Hiroki Maeda, Kozo Fujisaki, Masami Mochizuki, Tetsuya Tanaka
  • Organizer: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道、札幌市）
  • Year and Date: 2016-10-23 – 2016-10-25
• [Presentation] マダニISE6細胞を用いた過酸化水素発生の可視化についての検討 (2016)
  • Author(s): 草木迫浩大, Melbourne Rio Talactac, Emmanuel Pacia Hernandez, 前田大輝, 好井健太朗, 望月雅美, 田仲哲也
  • Organizer: 第159回日本獣医学会学術集会
  • Place of Presentation: 日本大学（神奈川県、藤沢市）
  • Year and Date: 2016-09-06 – 2016-09-08
• [Presentation] フタトゲチマダニ体内での過酸化水素消去酵素ペルオキシレドキシンの役割について (2016)
  • Author(s): 草木迫浩大, Remil Linggatong Galay, 白藤(梅宮)梨可, Emmanuel Pacia Hernandez, 前田大輝, Melbourne Rio Talactac, 辻尚利, 望月雅美, 藤崎幸蔵, 田仲哲也
  • Organizer: 第24回 Seminar on Acari-Desease Interface (SADI)
  • Place of Presentation: 休暇村指宿（鹿児島県、指宿市）
  • Year and Date: 2016-05-27 – 2016-05-29
• [Presentation] フタトゲチマダニの2本鎖RNAを用いた浸漬法による遺伝子抑制の確立 (2016)
  • Author(s): 田仲哲也, Remil Linggatong Galay, Emmanuel Pacia Hernandez, Melbourne Rio Talactac, 前田大輝, 草木迫浩大, 白藤(梅宮)梨可, 望月雅美, 藤崎幸蔵
  • Organizer: 第24回 Seminar on Acari-Desease Interface (SADI)
  • Place of Presentation: 休暇村指宿（鹿児島県、指宿市）
  • Year and Date: 2016-05-27 – 2016-05-29
• [Presentation] Survival dynamics of tick-borne encephalitis virus surrogate Langat virus in Haemaphysalis longicornis (2016)
  • Author(s): Melbourne Rio Talactac, Kentaro Yoshii, Hiroki Maeda, Kodai Kusakisako, Emmanuel Pacia Hernandez, Kozo Fujisaki, Remil Linggatong Galay, Tetsuya Tanaka, Masami Mochizuki
  • Organizer: 第24回 Seminar on Acari-Desease Interface (SADI)
  • Place of Presentation: 休暇村指宿（鹿児島県、指宿市）
  • Year and Date: 2016-05-27 – 2016-05-29
• [Presentation] Identification and partial characterization of Haemaphysalis longicornis glutathione S- transferases (GST) (2016)
  • Author(s): Emmanuel Pacia Hernandez, Kodai Kusakisako, Hiroki Maeda, Remil Linggatong Galay, Melbourne Rio Talactac, Masami Mochizuki, Kozo Fujizaki, Tetsuya Tanaka
  • Organizer: 第24回 Seminar on Acari-Desease Interface (SADI)
  • Place of Presentation: 休暇村指宿（鹿児島県、指宿市）
  • Year and Date: 2016-05-27 – 2016-05-29
• [Book] Ticks' Antioxidant Complex: A Defense Stronghold and a Potential Target for Their Control, Advances in Medicine and Biology Volume 116. (Editors: Leon V. Berhardt) (2017)
  • Author(s): Galay RL, Hernandez EP, Talactac MR, Kusakisako K, Fujisaki K, Tanaka T
  • Total Pages: 256 (231-256)
  • Publisher: Nova Science Publishers
• [Remarks] 鹿児島大学 共同獣医学部獣医学科 病態予防獣医学講座 感染症学分野
  • URL: http://www.vet.kagoshima-u.ac.jp/kadai/V-Infection/sinkoukansen/index.html