Study on the saliva-assisted pathogen transmission mechanism in the tick vector

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H03001
• Research Institution: Kitasato University
• Principal Investigator: 八田 岳士 北里大学, 医学部, 准教授 (00455304)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田仲 哲也 鹿児島大学, 農水産獣医学域獣医学系, 教授 (00322842) ; 藤田 修 国立感染症研究所, 獣医科学部, 主任研究官 (20260276)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: フタトゲチマダニ / マダニ媒介感染症 / SAT / ワクチン / 唾液腺 / RNAi / 免疫抑制物質 / 野兎病菌

Outline of Annual Research Achievements

ヒトからヒトまたは動物からヒトに感染症を伝播する能力をもつベクターは、吸血時に宿主体内へ注入する唾液が宿主免疫系を抑制的に制御し病原体伝播を促進する（SAT）。研究代表者は、マダニの唾液分子ロンギスタチンに、皮膚炎症抑制効果が存在することを示してきたが、SAT現象の存否については解明できていない。そこで、マダニ刺咬部の微小環境における唾液・宿主免疫系・病原体の三者間のインタラクトームに着目し、宿主免疫系に作用する唾液分子について、in vitroの免疫細胞実験や遺伝子抑制マダニを使った分子機能解析を通して網羅的に同定する。
①bite site インタラクトーム解析：マダニの吸血に必須のBlood pool（BP）形成時点での皮膚病理組織解析を行った。昨年度実施した解析では、刺咬部位には顆粒球やマクロファージ系の細胞が集積しており、融解・脱顆粒が生じている可能性が示された。そこでTUNEL染色にて評価したところ、集簇した免疫細胞に陽性細胞は観察されなかったため、アポトーシスではなくネクローシスによる融解である可能性が示唆された。さらに、抗エラスターゼ抗体を用いて好中球エラスターゼの局在を評価したところ、細胞外に顆粒様の染色を検出した。すなわち好中球エラスターゼがBPの形成に関与している可能性が示唆される。
②SAT-RNAi 解析：野兎病菌LVS株（Ft-LVS）を10^7菌体あるいは10^3菌体顕微注入法により飽血マダニへと接種した。その後経卵巣伝播に着目して定量PCR法または菌分離法により解析した。卵および孵化幼ダニは、ペニシリン含PBSで洗浄後、乳剤を作製しDNA抽出と培養を行った。この結果、どちらの投与群においても卵と幼ダニにおいてFt-LVSが検出され、比較的10^3群で高い陽性率が示された。高濃度群では、却ってマダニの免疫を刺激し排除されている可能性が示唆される。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究は段階的に研究を遂行し、マダニの吸血部微小環境においてblood poolの形成過程に関する重要な仮説を得ることができた。しかし、SAT理論の構築にとって必須の病原体感染マダニの病原体伝播実験系の作出は現在進行中のため、やや遅れているという評価となった。

Strategy for Future Research Activity

最終年度のため以下の研究を予定している。
「SAT-RNAi 解析」：一定量の病原体（ランガットウイルスまたは野兎病菌ワクチン株）を顕微注入法により未吸血や飽血マダニへと接種し、病原体感染マダニを準備する。このマダニを用いた伝播試験系の確立をおこなう。その後、特にT細胞の遊走阻止に関係が深い新規唾液分子HlCBP1遺伝子を標的としたRNAi処理をParentalで行い、病原体感染ノックダウン幼ダニを作出する。その後、マウス-マダニ実験系に供し、マウスの血中または皮膚内病原体量について、qPCRやプラックアッセイやコロニー形成法などによって検討する。

Research Products

• [Journal Article] Ambivalent Roles of Oxidative Stress in Triangular Relationships among Arthropod Vectors, Pathogens and Hosts (2022)
  • Author(s): Hernandez Emmanuel Pacia、Anisuzzaman、Alim Md Abdul、Kawada Hayato、Kwofie Kofi Dadzie、Ladzekpo Danielle、Koike Yuki、Inoue Takahiro、Sasaki Sana、Mikami Fusako、Matsubayashi Makoto、Tanaka Tetsuya、Tsuji Naotoshi、Hatta Takeshi
  • Journal Title: Antioxidants Volume: 11 Pages: 1254～1254
  • DOI: 10.3390/antiox11071254
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] ワクモの駆除に向けた薬剤アッセイおよびワクモ誘引効果試験. (2023)
  • Author(s): 井上 貴裕, 小池 優貴, 川田 逸人, 吉田 知生, 水谷 恵子, 小田 憲司, 辻 尚利, 八田 岳士.
  • Organizer: 第67回日本応用動物昆虫学会大会
• [Presentation] RNA activation in Ticks. (2023)
  • Author(s): Kofi Dadzie Kwofie, Emmanuel Pacia Hernandez, Hayato Kawada, Yuki Koike, Sana Sasaki, Takahiro Inoue, Fusako Mikami, Danielle Ladzekpo, Rika Umemiya-Shirafuji, Makoto Matsubayashi, Samuel Kweku Dadzie, Naotoshi Tsuji, Takeshi Hatta.
  • Organizer: 第92回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] マダニ唾液物質HlSG-g22様遺伝子ノックダウンマダニの刺咬部位における炎症反応の病理学的評価. (2023)
  • Author(s): 佐々木 紗己, 川田 逸人, 小池 優貴, 佐々木 萌可, 中島 政斗, 上松 史尚, 松田 洋志郎, 三角 修斗, Kofi Dadzie Kwofie, Danielle Ladzekpo, Meryem Behri, 井上 貴裕, 神保 恵, 三上 房子, 久保 誠, 朽津 有紀, 長塩 亮, 山本 大介, 加藤 大智, 辻 尚利, 八田 岳士.
  • Organizer: 第92回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] マダニ刺咬部位に集積した免疫細胞に関する病理学的解析. (2023)
  • Author(s): 小池 優貴, 川田 逸人, 佐々木 紗己, 佐々木 萌可, 中島 政斗, Kofi Dadzie Kwofie, Danielle Ladzekpo, Meriem Behri, 井上 貴裕, 神保 恵, 三上 房子, 久保 誠, 朽津 有紀, 長塩 亮, 山本 大介, 加藤 大智, 辻 尚利, 八田 岳士.
  • Organizer: 第92回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] マダニ唾液由来HlSG-g22様タンパク質の計算化学的解析. (2023)
  • Author(s): 川田 逸人, 小池 優貴, 佐々木 紗己, 中島 政斗, 佐々木 萌可, 上松 史尚, 三角 修斗, Kofi Dadzie Kwofie, Danielle Ladzekpo, Meryem Behri, 井上 貴裕, 神保 恵, 三上 房子, 田仲 哲也, 辻 尚利, 八田 岳士.
  • Organizer: 第92回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] 2022年神奈川県立津久井湖城山公園のマダニ分布報告. (2023)
  • Author(s): 神保 惠, Danielle Ladzekpo, 川田 逸人, Jennifer Afua Ofori, Meryem Behri, 小池 優貴, 佐々木 紗己, 佐々木 萌可, 中島 政斗, 上松 史尚, 松田 洋志郎, 三角 修斗, 三上 房子, 辻 尚利, 八田 岳士.
  • Organizer: 第92回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] ワクモ増殖箱を利用した鶏の病理解析と殺ダニ剤評価. (2022)
  • Author(s): 井上 貴裕, 小池 優貴, 川田 逸人, 小田 憲司, 辻 尚利, 八田 岳士.
  • Organizer: 第74回日本衛生動物学会大会
• [Presentation] Attempt of ReMOT Control for tick, Haemaphysalis longicornis. (2022)
  • Author(s): Emmanuel Pacia Hernandez, Hayato Kawada, Naotoshi Tsuji, Tetsuya Tanaka, Takeshi Hatta.
  • Organizer: 第74回日本衛生動物学会大会
• [Presentation] マダニ吸血必須因子HlSG-g22はVE-cadhelinを介して血管透過性を亢進する。 (2022)
  • Author(s): 川田 逸人、小池 優貴、佐々木 紗己、朽津 有紀、関口 智也、佐々木 萌可、中島 政斗、山本 大介、加藤 大智、久保 誠、長塩 亮、辻 尚利、八田 岳士.
  • Organizer: 第74回日本衛生動物学会大会
• [Presentation] マダニ唾液物質HlSG-g22の血管内皮細胞に及ぼす影響. (2022)
  • Author(s): 佐々木 紗己、川田 逸人、小池 優貴、関口 智也、佐々木 萌可、中島 政斗、Emmanuel Pacia Hernandez, Kofi Dadzie Kwofie, Danielle Ladzekpo, 井上 貴裕、神保 恵、三上 房子、山本 大介、加藤 大智、辻 尚利、八田 岳士.
  • Organizer: 第91回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] マダニ刺咬部位の病理学的解析. (2022)
  • Author(s): 小池 優貴、川田 逸人、朽津 有紀、佐々木 紗己、佐々木 萌可、中島 政斗、関口 智也、Emmanuel Pacia Hernandez, Kofi Dadzie Kwofie, Danielle Ladzekpo, 井上 貴裕、神保 恵、三上 房子、久保 誠、長塩 亮、山本 大介、加藤 大智、辻 尚利、八田 岳士.
  • Organizer: 第91回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] ワクモ増殖箱の構築と増殖動態評価. (2022)
  • Author(s): 井上 貴裕、小池 優貴、川田 逸人、佐々木 紗己、佐々木 萌可、中島 政斗、神保 恵、三上 房子、小田 憲司、辻 尚利、八田 岳士.
  • Organizer: 第91回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] マダニ唾液中に含まれる免疫抑制物質の探索. (2022)
  • Author(s): 佐々木 萌可、川田 逸人、小池 優貴、関口 智也、佐々木 紗己、中島 政斗、Emmanuel Pacia Hernandez, Kofi Dadzie Kwofie, Danielle Ladzekpo, 井上 貴裕、神保 恵、三上 房子、山本 大介、加藤 大智、辻 尚利、八田 岳士.
  • Organizer: 第91回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] 丹沢山系に隣接する神奈川県下公園におけるマダニ調査. (2022)
  • Author(s): 中島 政斗、神保 恵、川田 逸人、小池 優貴、関口 智也、佐々木 紗己、佐々木 萌可、Emmanuel Pacia Hernandez, Kofi Dadzie Kwofie, Danielle Ladzekpo, 井上 貴裕、三上 房子、辻 尚利、八田 岳士.
  • Organizer: 第91回日本寄生虫学会大会
• [Presentation] Metagenomic profiling of tick microbiome across the coastal savannah zone of Ghana. (2022)
  • Author(s): J. A. Ofori, K. D. Kwofie, K. Boateng Yeboah, J. Beyuo, A. V. Keleve, C. Tawiah-Mensah, J. Ansah-Owusu, S. Dadzie, P. A. Wallace, N. Tsuji, and T. Hatta.
  • Organizer: The West African Centre for Cell Biology of Infectious Pathogens Reseaarch Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] マダニ唾液腺由来HlSG-g22様分子の刺咬部位における役割. (2022)
  • Author(s): 佐々木 紗己, 川田 逸人, 小池 優貴, 佐々木 萌可, 中島 政斗, 上松 史尚, 井上 貴裕, 神保 惠, 三上 房子, Kofi Dadzie Kwofi, Danielle Ladzekpo, Meryem Behri, 朽津 有紀, 長塩 亮, 久保 誠, 山本 大介, 加藤 大智, 辻 尚利, 八田 岳士.
  • Organizer: 第81回日本寄生虫学会東日本支部大会・日本共生生物学会第6回大会 合同大会
• [Presentation] PS製ワクモ増殖箱を用いた殺ダニ剤の評価. (2022)
  • Author(s): 井上 貴裕, 小池 優貴, 川田 逸人, 吉田 知生, 水谷 恵子, 小田 憲司, 辻 尚利, 八田 岳士.
  • Organizer: 第73回日本衛生動物学会東日本支部大会
• [Presentation] 神奈川県立津久井湖城山公園のマダニ分布報告. (2022)
  • Author(s): 神保 惠, Danielle Ladzekpo, 川田 逸人, Meryem Behri, 小池 優貴, 佐々木 紗己, 佐々木 萌可, 中島 政斗, 上松 史尚, 松田 洋志郎, 三角 修斗, 三上 房子, 辻 尚利, 八田 岳士.
  • Organizer: 第73回日本衛生動物学会東日本支部大会
• [Patent(Industrial Property Rights)] ダニ類の駆除装置および駆除方法 (2022)
  • Inventor(s): 上野 崇寿、笠間 俊次、古川 隼士、八田 岳士.
  • Industrial Property Rights Holder: 上野 崇寿、笠間 俊次、古川 隼士、八田 岳士.
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2022-15273