2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K09955
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| Research Institution | National Institute of Infectious Diseases |
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Principal Investigator |
宇田 晶彦 国立感染症研究所, 獣医科学部, 主任研究官 (80392322)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 野兎病 / 野兎病菌 / Francisella / 感染防御 / 遺伝子 / 人獣共通感染症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【研究目的】
野兎病菌（Francisella tularensis）は哺乳類に対して極めて高い感染性と致死性を有し、生物テロに使用される可能性のある病原体として危惧されている。一方で、日本において野兎病菌のワクチン株は選定すら行われていない。これまでに、我々が作出した野兎病菌病原遺伝子欠損株で免疫したマウスやカニクイザルは、SCHU P9株（強毒株）の致死的感染を防御できる事を明らかにした。しかし、遺伝子欠損株を安全なワクチンとして利用するためには、宿主に対する弱毒化の機序を明確にする必要がある。そこで本研究では、遺伝子欠損株で免疫後にSCHU P9株（強毒株）を感染させたマウスにおいて感染防御に必要不可欠である宿主遺伝子を、非免疫対照群と比較しながら同定することを目的とした。
【研究経過と成果】
（１）野兎病菌 SCHU P9株（強毒株）の致死的感染に対する防御効果は、野兎病菌pdpC遺伝子欠損株（ΔpdpC）よりも、FTT_0965c遺伝子欠損株（ΔFTT_0965c）の方が高いことが明らかとなった。そこで、以降の実験には、ワクチン株としてΔFTT_0965c株を使用した。（２）強毒株接種後１日目のワクチン接種群の肺において、マイクロアレイ解析より抗原提示細胞関連の遺伝子群や注目すべき幾つかの遺伝子群等を含む168遺伝子の発現上昇が認められた。（３）強毒株接種後１日目のワクチン接種群の肺において、病理学的解析からIba1陽性マクロファージの気管支および血管周囲への集積像が観察された。
【結論】
野兎病菌強毒株の致死的感染を防御ために必要不可欠であると思われる宿主遺伝子候補を同定した。
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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
本研究では、ワクチン接種群と非接種群における野兎病菌強毒株の致死量感染時に対する宿主遺伝子応答の差異を同定することを目的とした。
（１）強毒株による致死的感染を効率よく回避できるワクチン候補株を検索した。これまで得られていたデータどおり、非免疫マウスは強毒株を経鼻接種した後１週間以内に死亡したが、ΔpdpC株を経鼻で免疫したマウスの半数は強毒株接種後３週間生残した。一方で、ΔFTT_0965c株を経鼻で免疫したマウスは、強毒株による致死的感染を完全に防御し、全ての個体が３週間生残した。これらの結果から、以降の実験では、ワクチン株としてΔFTT_0965c株を使用した。
（２）ΔFTT_0965c株を経鼻で免疫した（免疫）群と、生理的食塩水を接種した（対照）群を用意し、強毒株を経鼻接種した。強毒株接種後24時間目に、これらのマウスから肺を採材し、Total RNAを抽出後、遺伝子発現比較（マイクロアレイ）解析を行った。この解析の結果から、有意に変動（2倍以上、ｐ＜0.05）した168遺伝子が同定された。しかも、これら全ての遺伝子は、免疫に関与する特定の遺伝群で構成されており、免疫群で発現上昇（対照群では発現抑制）されていた。この解析で得られた遺伝子群は、野兎病菌強毒株の致死的感染を防御に関与する遺伝子である可能性が示唆された。
（３）強毒株接種後24時間後の免疫群と対照群のマウスから、肺、脾臓、肝臓を摘出し、病理学的解析を行った。肝臓及び脾臓においては、免疫群と対照群で顕著な差はみられなかったが、免疫群の肺ではIba1陽性マクロファージの気管支および血管周囲への集積像が顕著に認められ、免疫応答に差異が生じている可能性が示唆された。
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| Strategy for Future Research Activity |
野兎病菌強毒株の致死的感染に対する防御に必要不可欠な宿主遺伝子候補は、マイクロアレイ解析によって得られた。これらの遺伝子発現量をリアルタイムRT-PCR等にて、タンパク質発現量はウエスタンブロット等を用いて確認する。また、野兎病菌の感染防御に必要不可欠な遺伝子であることを証明する為に、該当遺伝子をノックアウトまたはノックダウンしたマクロファージを準備し、野兎病菌増殖に与える影響を観察する。
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| Causes of Carryover |
年度末納品等にかかる支払いが平成29年4月1日以降となったため、当該支出分については次年度の実支出額に計上予定。
平成28年度分についてはほぼ使用済みである。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上記のとおり。
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Research Products
(2 results)
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[Journal Article] Pullulanase Is Necessary for the Efficient Intracellular Growth of Francisella tularensis2016
Author(s)
Uda A, Sharma N, Takimoto K, Deyu T,, Koyama Y,, Park ES, Fujita O, Hotta A, Morikawa S
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Journal Title
PLoS One
Volume: 11
Pages: e0159740
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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