The effects of intestinal microbiota on host-pathogen interaction during malaria infection

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26870094
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 谷口 委代 群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (20620800)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 熱帯熱マラリア / Plasmodium falciparum / 腸内細菌 / 消化器症状 / マラリア

Outline of Annual Research Achievements

マラリアの症状として腹痛、下痢、嘔吐といった消化器症状が高頻度に認められるにも関わらず、マラリアの腸管への影響はほとんど研究されていない。本研究ではマラリア原虫感染における宿主病原体相互作用への腸内細菌の影響を解明することを目的とした。
昨年度までに、脳マラリアのモデルであるネズミマラリア原虫Plasmodium berghei ANKA株を感染させたC57BL/6(B6)マウスにおいて、小腸病態が生じているとともに腸内細菌叢が劇的に変化して腸内細菌バランス失調(dysbiosis)を起こしていることを明らかにした。16S rRNA遺伝子を用いた次世代シーケンサーによる網羅的な菌叢解析から、菌叢の変化は脳症状発症前から始まっており、また幾つかの腸内細菌では、原虫の赤血球への寄生率(Parasitemia)、もしくは脳マラリアの重症度との相関が認められた。このことから脳マラリアを含むマラリアの病態への腸内細菌の関与が示唆された。
最終年度は、ヒト熱帯熱マラリア患者において検証を行うため、マラリア流行国であるウガンダ国の病院において熱帯熱マラリア患者から消化器症状のアンケートを行うとともに、感染時と回復時に糞便を採取して、16S rRNA 遺伝子を用いた菌叢解析を行った。その結果、患者における腸内細菌叢は、健常者とは顕著に異なっており、重症患者では、嘔吐や下痢といった消化器症状やParasitemiaと腸内細菌叢パターンとの間に相関が認められた。
本研究により熱帯熱マラリアおよびネズミマラリア感染による腸内細菌叢の変化を明らかにするとともに、腸内細菌のマラリア病態への関与の可能性を示すことができた。今後の更なる解析によりマラリアと腸内細菌の相互作用の詳細が明らかになれば、消化器症状の軽減・防御免疫の解明など、マラリアコントロールの新たな戦略を提案できる可能性が広がる。

Research Products

• [Int'l Joint Research] グル大学/St. Mary’s Hospital Lacor, Gulu(ウガンダ)
  • Country Name: UGANDA
  • Counterpart Institution: グル大学/St. Mary’s Hospital Lacor, Gulu
• [Journal Article] Asymptomatic malaria, growth status, and anaemia among children in Lao People's Democratic Republic: a cross-sectional study (2016)
  • Author(s): Akiyama T, Pongvongsa T, Phrommala S, Taniguchi T, Inamine Y, Takeuchi R, Watanabe T, Nishimoto F, Moji K, Kano S, Watanabe H, Kobayashi J
  • Journal Title: Malar J Volume: 15(1) Pages: 499
  • DOI: 10.1186/s12936-016-1548-3
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] ウガンダ国の熱帯熱マラリア患者において腸内細菌叢の変化が起こる (2017)
  • Author(s): 谷口委代、宮内栄治、Olia Alex、長安英治、Osbert Katuro、鈴江一友、今井孝、下川周子、大西里咲、Odongo-Aginya E.I.、Palacpac Niriann、丸山治彦、木村英作、美田敏宏、大野博司、堀井俊宏、久枝一
  • Organizer: 第86回日本寄生虫学会大会
  • Place of Presentation: 北海道大学（北海道・札幌）
  • Year and Date: 2017-05-28 – 2017-05-29
• [Presentation] Altered gut microbiota composition in Plasmodium falciparum patients in Uganda (2017)
  • Author(s): Taniguchi T, Miyauchi E, Nakamura S, Hirai M, Suzue K, Imai T, Nomura T, Handa T, Okada H, Shimokawa C, Onishi R, Olia A, Hirata J, Tomita H, Ohno H, Horii T and Hisaeda H
  • Organizer: Japanese-Brazil Malaria Workshop 2017
  • Place of Presentation: サンパウロ（ブラジル）
  • Year and Date: 2017-03-15 – 2017-03-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Plasmodium berghei ANKA infection induces intestinal dysbiosis (2016)
  • Author(s): Taniguchi T, Miyauchi E, Nakamura S, Hirai M, Suzue K, Imai T, Nomura T, Handa T, Okada H, Shimokawa C, Onishi R, Olia A, Hirata J, Tomita H, Ohno H, Horii T and Hisaeda H
  • Organizer: International Congress of Immunology
  • Place of Presentation: メルボルン（オーストラリア）
  • Year and Date: 2016-08-21 – 2016-08-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Pathogen non-specific bystander T cells were attenuated upon infection with malaria parasites (2016)
  • Author(s): Suzue K, Amano H, Taniguchi T, Shimokawa C, Olia A, Onishi R, and Hisaeda H
  • Organizer: International Congress of Immunology
  • Place of Presentation: メルボルン（オーストラリア）
  • Year and Date: 2016-08-21 – 2016-08-26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Plasmodium falciparum malaria alters the composition of intestinal microbiota in Ugandan patients (2016)
  • Author(s): Taniguchi T, Miyauchi E, Olia A, Nagayasu E, Sakurai M, Ikeda M, Imai T, Shimokawa C, Hirata J, Odongo-Aginya EI, Palacpac N, Maruyama H, Kimura E, Mita T, Ohno H, Horii T and Hisaeda H
  • Organizer: TICAD VI Pre-event; The 3rd International Symposium for the Promotion of Science and Technology Innovation Cooperation between Africa and Japan
  • Place of Presentation: JICA Ichigaya Building（東京都・市谷本村町）
  • Year and Date: 2016-07-13 – 2016-07-13
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 群馬大学大学院医学系研究科国際寄生虫病学
  • URL: http://www.med.gunma-u.ac.jp/med-organization/envmed/envmed-defense/157.html/