血液型物質グライコフォリンの遺伝子多型はマラリアの赤血球侵入に影響するか

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K06993
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 成瀬 妙子 長崎大学, 熱帯医学研究所, 助教 (80422476)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平山 謙二 長崎大学, 熱帯医学・グローバルヘルス研究科, 教授 (60189868)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: グライコフォリン / マラリア原虫リガンド / 赤血球侵入 / 遺伝子多型

Outline of Annual Research Achievements

グライコフォリン；Glycophorin（GYP）分子群は赤血球表面に発現し、MN, Ss, Gerbich, Dantu等の古典的血液型を決定している。最近、GYP分子群はマラリア原虫の赤血球侵入に関わるレセプターとして機能していることが報告された。本研究ではGYP分子群の多型（血液型）がマラリア原虫の赤血球侵入にいかなる影響を与えるのかについて答えを得るために、2つのアプローチを試みる。１）流行地の集団を対象としたマラリア重症度と血液型との相関解析、２）GYP分子をコードする遺伝子の各アレルの遺伝子導入細胞（赤血球）への培養マラリア原虫の侵入効率の観察。
上記の解析により、マラリア重症化に及ぼすGYP多型の意義が明確となり、マラリア死に直結する重症マラリアの予防治療法の開発に資することを目的とする。
令和3年度は、先ず、重症マラリア患者50名、無症候性マラリア患者100名、および有熱マラリア患者100名、健常者100名より抽出した保存DNAを対象とし、GYPA, GYPB, GYPC, GYPE の4種の赤血球レセプター遺伝子の全遺伝子塩基配列を次世代シーケンサー（NGS）により決定し、塩基配列多型についての解析を進めた。
また、熱帯熱マラリア原虫のリファレンス株として、アフリカ由来株の3D7、およびインドネシア由来株であるDd2についてもEba-175, Eba-140, Ebl-1 の3種のリガンド遺伝子の全塩基配列について解析を行った。さらに、患者由来のマラリア原虫遺伝子多型についても解析を進めている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

宿主側赤血球レセプターであるヒトGYP遺伝子については、GYPA, GYPB, GYPC, GYPD, GYPE(GYPD, GYPEの配列はGYPA, GYPBおよび GYPC遺伝子配列に含まれる）の全塩基配列をカバーするために設計された32セットのプライマーペアを用いて、マルチプレックスPCRにより効率良くDNA増幅ができた。産物は漸次次世代シーケンサーにより泳動を進めている。現在GYPA遺伝子で25箇所, GYPBで18箇所, GYPCで18箇所の計61箇所に塩基配列多型の存在が確認でき、解析は順調に進んでいる。
マラリア原虫リガンド多型についても同様に、Eba-175, Eba-140, Ebl-1遺伝子について計50セットのプライマーを用いて次世代シーケンサーによる解析を進めたが、一部の患者由来サンプルについては増幅効率が十分でないことが明らかになったため、プライマーデザインを変更した計64セットの改良版について、検討を行っている。

Strategy for Future Research Activity

GYP遺伝子については、さらに解析を進め、新規多型や各群に特徴的な多型やハプロタイプの特定、GYPレセプター/EBAリガンドペアの検出、解析を行う。うち、マラリア原虫リガンドについては改良版プライマーセットの検討を行ったことにより、全領域中のカバー効率が90％から93％に上昇したが、100％を目指して更なる改良を目指す予定である。そのためにも多型情報の収集は必須であるので解析に注力する。

Causes of Carryover

COVID-19感染拡大の影響で、①年度内に予定していた次世代シーケンスにによるジェノタイピング実施計画の一部が、次年度に延期された。②参加および発表予定の学会が中止、延期、オンライン開催となり旅費使用額が予算額より下回った。これらは翌年度の次世代シーケンス用試薬等の費用に充当する予定である。

Research Products

• [Presentation] Next-Generation-Sequencing-based analysis of the polymorphism of malaria genes in an indigenous population of Palawan Island (2021)
  • Author(s): Gnamian Alain , 成瀬 妙子 , Cherif Mahamoud Sama , Avenido-Cervantes Eleonor , Luchavez S Jennifer , Mathenge Peterson Gitonga , 楢原 知里 , Mercado Edelwisa S , Jiz Mario A II , Teklemichael Awet Alem , 平山 謙二
  • Organizer: 第90回 日本寄生虫学会・日本臨床寄生虫学会合同大会