Control of the breeding of mosquitoes by disruption of midgut microbiota in mosquito

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K22371
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 筏井 宏実 北里大学, 獣医学部, 准教授 (80327460)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Keywords: 蚊 / 腸内細菌 / 卵形成 / 発生コントロール

Outline of Annual Research Achievements

蚊は衛生害虫（ペスト）の代表的存在である。殺虫剤による「化学的対策」は、他の対策に比べて費用や手間がかからないことから、広く使われてきた。しかし昨今、薬剤耐性ペストの出現や、薬剤偏重による自然環境への悪影響が問題となっており、「化学的対策」以外の環境への影響低減を考慮した新たな対策がペストコントロールにおいて重要となっている。我々は、抗生物質によってハマダラ蚊の腸内細菌叢のバランスを破綻してある特定の腸内細菌を増加させると、蚊の卵巣形成機能が低下することを見出した。さらに、この特定の腸内細菌は環境中や環境水の常在菌でもあった。
蚊の腸内細菌であり、且つ環境中および環境水の常在菌を利用することにより、蚊の発生をコントロールすることを最終目標とし、本研究は蚊の腸内細菌叢より卵巣形成機能を低下させる作用がある腸内細菌、且つ環境中の常在菌をスクリーニングし、分離同定後にその応用利用の可能性を検討する。さらに、根拠となるそれら作用機序を解明することを目的として実施されている。
本研究ではハマダラ蚊の腸内細菌叢の破綻による雌蚊への影響を検討した。ハマダラ蚊の腸内細菌叢の破綻は、ある抗生物質において70%以上の個体で卵巣形成機能が抑制されていた。次に無処置群と抗生物質群の中腸内細菌叢を解析した結果、抗生物質群において中腸内における特定の菌の割合が大幅に上昇している事が明らかとなった。特定の菌が卵巣形成機能の抑制に関与していると考えられた為、中腸から特定の菌を分離して10%スクロースに添加して蚊を飼育したところ、卵巣形成機能を抑制した。さらに、10%スクロースに特定の菌を懸濁した後、熱処理を行い、死菌を遠心除去した上清で蚊を飼育しても卵巣形成機能を抑制した。以上のことから、菌懸濁液熱処理後の上清に卵巣形成機能効果を示す化合物が含まれていることが示唆された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

研究計画通り、卵巣形成機能を低下作用がある腸内細菌および化合物含有物質を絞り込めたので、研究はおおむね順調に進行している。

Strategy for Future Research Activity

蚊と腸内細菌叢との相互関係の研究結果より、“抗生物質投与 → 腸内細菌叢の破綻 → 特定腸内細菌の増加 → 卵巣形成機能の低下”の関係が成立すると仮説を立て、どのようにして卵巣形成機能を抑制したのかを順次研究計画に則って進めることによりその仕組みを明らかにする。最終目標である蚊の腸内細菌であり、且つ環境中および環境水の常在菌を利用することによる蚊の発生コントロール法の開発に向けた検討を進める予定である。

Causes of Carryover

旅費の使用がなかったため次年度使用額が生じた。しかし研究計画通り実施されているため、次年度使用額を翌年度分として合わせて使用することにより、年度末から年度はじめの時期にも滞りなく研究実施が可能となる。