2018 Fiscal Year Research-status Report
Understanding the human infectivity in Tyrpanosoma species
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17K15366
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
林田 京子 北海道大学, 人獣共通感染症リサーチセンター, 特任助教 (40615514)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | トリパノソーマ / 血清抵抗性 / 人獣共通感染症 / トランスクリプトーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトアフリカトリパノソーマ症は人獣共通感染症でありTrypanosoma bruceiの亜種によって引き起こされる。bruceiの亜種には、家畜にのみ感染するT. b.brucei、T. evansiと ヒト感染性T. b. rhodesiense, T. b. gambienseが含まれる。これらの宿主の違いは、霊長類の有するApoL1をエフェクターとするトリパノソーマ抵抗性因子 (TLF) に対し、原虫が抵抗性 を獲得したか否かで決定される。共通祖先を有するこれらのトリパノソーマ種のゲノム配列は極めて類似しているが、ヒト感染性トリパノソーマ原虫がヒト血清 抵抗性を獲得するメカニズムは完全に明らかではない。T. evansiはアフリカのみならず世界的に分布し、ヒトに感染する事例も少数ながら報告されており注意を要する。 そこで本研究では、トリパノソーマ原虫の寄生性進化のメカニズムの本態を解明することを目的に、ヒト血清抵抗性の異なる野外分離株の解析と、家畜感染性 トリパノソーマ原虫のヒト血清への試験管内馴化と解析を試みた。
本研究では、 ヒト血清に高い感受性を有するT. evansi 原虫を試験管内でヒト血清に6か月かけて徐々に濃度を上げていくことで馴化させた。結果、ヒト血清濃度に対する IC50が0.0005%であった原虫株T. evansi (-S) から、0.1%の濃度でも増殖維持可能なクローンT. evansi (-R) を5株得ることに成功した。これらのRNAを抽出 し、トランスクリプトーム解析を行った。抵抗性R株と感受性S株の発現情報の差異を解析している。 さらに、抵抗性となった株を再びヒト血清を含まない培地で培養することで、再馴化を行なった。これらの発現解析の結果、ヒト血清抵抗性に関与している可能性が高いゲノム領域を特定することができた。
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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
今年度は昨年度までに作出した、ヒト血清に強い感受性を有する本来家畜感染性であるT. evansiの馴化株についての遺伝子発現解析を中心に行なった。さらに、本形質が血清の除去により元の血清抵抗性へと戻る、可逆的な現象であることも確認された。得られた抵抗性株のトランスクリプトーム解析の結果、ある１つの遺伝子領域の発現量の減少が、血清抵抗性に強く関与している可能性が強く示唆された。この遺伝子領域の発現減少は、ヒト感染性トリパノソーマで知られている分子メカニズムと同様のものであり、本現象が試験管内において家畜感染性T. evansiでも見られたというのは重要な知見であった。その他にも、血清抵抗性に関与していることが疑われる遺伝子を数個同定することができた。一方、馴化株で認められた抵抗性メカニズムが、有害成分の原虫による取り込み抑制であることが示唆されたため、予定していた血清中の溶解成分と原虫の分子間相互作用解析の着手は今年度は見送った。総じて、今年度の目標は概ね達成したものと判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は発現解析で絞り込んだ数個の遺伝子について、個々の解析を行う予定である。特に有意な発現減少を示していたヘモグロビンレセプター領域を含む遺伝子領域について、それが血清抵抗性に関与していることを示すため、原虫における原虫溶解成分TLF取り込み量を、免疫染色またはウェスタンブロット等で測定する。さらに、ヒト血清を含まない培地で培養し、元の感受性に戻った株についてもRNAseqに供する。これを解析することで抵抗性株で見られた変化のうち、可逆的な領域を同定することができ、さらなる原因遺伝子絞り込みができると考えられる。得られた結果を総合して、家畜トリパノソーマ原虫がどのようにヒト感染性トリパノソーマへと分子進化を遂げてきたか推察し、家畜感染性トリパノソーマの人獣共通感染症としてのリスクの考察を行う。
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| Causes of Carryover |
次世代シークエンス解析に計上していた費用が、実験サンプルの準備ができず持ち越しになったため未使用となった。これはH31度の前半に、次世代シークエンスを行う費用として使用する予定である。
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