バクテリア叢による寄生虫病制御に向けた相互作用解析

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K15267
• Research Institution: University of Miyazaki
• Principal Investigator: 菊地 泰生 宮崎大学, 医学部, 准教授 (20353659)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 丸山 治彦 宮崎大学, 医学部, 教授 (90229625)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 寄生虫 / バクテリア / インタラクション

Outline of Annual Research Achievements

腸管寄生虫は腸内バクテリア叢と共存してきた長い歴史があることから腸内バクテリア叢と深い関係を持ってその感染環を成立させていると考えられるが、寄生虫とバクテリアの相互作用はこれまでほとんど明らかになっていない。本研究では寄生虫感染におけるバクテリアの役割を理解するため、ラボ実験およびフィールド調査によって寄生虫―バクテリアの相互関係を明らかにする。実験材料には2種のラット腸管寄生線虫を用い、フィールド調査は次世代型寄生虫検出法を開発して大規模に行うことで、両者の相互作用の深い理解を目指す。得られた成果は「バクテリアによる寄生虫制御手法の開発」に活用する。本研究では、以下のことを研究期間内に実施する。
・ホスト体内での相互作用を、腸管寄生線虫接種によるラット腸内のバクテリア叢の変動解析により明らかにする。
・ホスト体外における相互作用を、排出線虫卵の発達とバクテリアとの関係から明らかにする。
・野生ラットにおける寄生虫叢とバクテリア叢を調査し、２者の相関関係を明らかにする。
・以上の結果から、「寄生虫感染におけるバクテリアの役割」を総合的に考察し、寄生虫の各発達ステージでキーとなるバクテリアを絞り込み、実験的に検証を行う。

Current Status of Research Progress

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

Reason

マウスと腸管寄生線虫Strongyloides venezuelensisを腸管寄生虫感染モデルとして用い、接種前、接種後の糞便を系時的に回収し、DNA抽出後16SrDNAの次世代シーケンサーによる菌叢解析を行った。その結果、寄生虫の感染時にいくつかの細菌群の比率が特異的に増大することを見出した。
フィールドにおける寄生虫多様性調査のための新規寄生虫検出法の開発に取り組み、新たな寄生虫検出用プライマーを18Sおよび28SrDNAから６組選抜した。選抜基準は寄生虫検出が高解像度で行えて、バクテリアの結果へのコンタミネーションが少ないことである。これらを野生のラットの糞から抽出したDNAを鋳型として、PCR増幅に使用し、次世代シーケンサー解析をおこなった。選抜されたプライマー組は従来用いられていたプライマー組と比較してPCR増幅が容易、バクテリア配列の増幅が少なく、寄生虫の分類を高解像度で行えることを確認した。

Strategy for Future Research Activity

①寄生虫感染による腸内バクテリア叢変動解析（前年度からの続き）
今後は異なる寄生虫を使って、寄生虫感染時の腸内バクテリア叢の変動を明らかにする。さらに糞中での寄生虫の発達へのバクテリア関与について解析を行い、ホスト体内および体外における寄生虫―バクテリア相互作用を明らかにする。
②次世代型寄生虫検出法の確立
選抜したプライマーセットを臨床サンプルを用いて実証実験を行う。

Causes of Carryover

より正確なデータを取得するため、当初利用を計画していた微生物叢解析システムの見直しを行うことにした。塩基配列決定装置の試薬変更に応じて、プライマーや抽出法の再検討を行うなど、新しいシステムの構築と検討に想定以上の時間を要したため、一年間の補助事業期間延長を行いたい。なお、システムの再構築は完了しており来年度は直ちにデータ取得と解析を行える。