Transmission mechanisms of vector-borne pathogens by blood-sucking insects
| Project/Area Number |
20H03155
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
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| Research Institution | Jichi Medical University |
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Principal Investigator |
加藤 大智 自治医科大学, 医学部, 教授 (00346579)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新井 明治 香川大学, 医学部, 准教授 (30294432)
水島 大貴 自治医科大学, 医学部, 助教 (50843455)
山本 大介 自治医科大学, 医学部, 講師 (90597189)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
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| Keywords | 吸血昆虫 / 蚊 / サシチョウバエ / マラリア原虫 / リーシュマニア原虫 / 病原体媒介能 / 中腸 / 腸内細菌 / ハマダラカ / マラリア / リーシュマニア |
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| Outline of Research at the Start |
病原体媒介性吸血昆虫（ベクター）の体内では、どのような状況で病原体の発育や増殖が促進され、どのような状況では阻害されるのか、病原体媒介の成否に直結するこのイベントの分子機構は明らかではない。本研究では、抗生物質や希少糖の投与といった簡便な方法で病原体の発育・増殖能力を阻害（または促進）したベクターを用いて、ベクター内での病原体の発育や増殖の場となる「中腸」に発現する分子を比較解析し、病原体媒介能を規定するベクター中腸分子の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
病原体媒介性吸血昆虫（ベクター）の体内では、どのような状況で病原体の発育や増殖が促進され、どのような状況では阻害されるのか、病原体媒介の成否に直結するこのイベントの分子機構は明らかではない。本研究では、抗生物質や希少糖の投与といった簡便な方法で病原体の発育・増殖能力を攪乱したベクターを用いて、ベクター内での病原体の発育や増殖の場となる中腸に発現する分子を比較解析し、病原体媒介能を規定するベクター中腸分子の解明を目指す。本年度の研究実績の概要が次の通りである。1）ルシフェラーゼ導入原虫を用いてハマダラカに感染するマラリア原虫およびサシチョウバエに感染するリーシュマニア原虫の簡易定量法を確立した。2）吸血によって感染したハマダラカの体内でのマラリア原虫の発育・増殖に影響を及ぼす糖類をスクリーニングした。3）希少糖によるハマダラカ体内でのマラリア原虫の発育阻害がどのステージで起きているかについて培養条件下で検討した。4）希少糖を投与してマラリア原虫媒介能が低下したハマダラカと通常のフルクトースを投与したハマダラカの腸内細菌叢を比較解析した。5）エクアドルとペルーに分布するリーシュマニア原虫媒介能の異なる同種のサシチョウバエの腸内細菌叢の比較解析を行い、その成果を国際誌に発表した。6）同じエサを与えた異なるサシチョウバエ種の腸内細菌叢の解析を行った。7）異なるエサを与えた同種のサシチョウバエで、病原体媒介能が変化するのか検討した。
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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
吸血によって感染したハマダラカの体内でのマラリア原虫の発育・増殖に影響を及ぼす糖類を探すことを目的とし、特徴の異なる糖類（単糖類、二糖類、多糖類、希少糖など）を16種類選定してスクリーニングしたところ、ある希少糖のみでマラリア原虫の発育阻害効果が見られた。この阻害機構を培養条件下で検討したところ、希少糖のマラリア原虫への直接作用ではないことが分かった。今後は蚊の中腸の環境を構成する分子に焦点を当て、マラリア原虫の発育阻害作用を検討したいと考えている。希少糖を投与してマラリア原虫媒介能が低下したハマダラカと通常のフルクトースを投与したハマダラカの腸内細菌叢を、比較解析したところ、希少糖投与群でいくつかの腸内細菌の増殖が確認された。サシチョウバエに関しては、エクアドルとペルーに分布するリーシュマニア原虫媒介能の異なる同種のサシチョウバエの腸内細菌叢を比較解析した。サシチョウバエの生息地域と腸内細菌叢の相関について明らかにすることができ、この成果を国際誌に発表した。またこれらのサシチョウバエの真菌の網羅的解析も行い、生息地による常在真菌の違いも明らかにできた。現在、同じエサを与えた異なるサシチョウバエ種の腸内細菌叢の解析を進めており、病原体媒介能の違いが、主にサシチョウバエの種によって規定されるのか、エサによる腸内細菌の違いに起因するものか、その一端を明らかにできると期待される。一方、異なるエサを与えた同種のサシチョウバエで、腸内細菌叢の攪乱により病原体媒介能が変化するのか検討したが、エサを変えると、サシチョウバエの成虫や発育が著しく阻害されることが分かった。世代を超えて同じエサで飼育されているサシチョウバエのコロニーでは腸内細菌叢に多様性がなくなり、他のエサへの短期間での適応が困難になっているのかもしれない。
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| Strategy for Future Research Activity |
1. ハマダラカ中腸分子の探索：ハマダラカに抗生物質や希少糖を投与した時に中腸でどのような遺伝子が発現変動するのか、特に中腸の表面分子、原虫感染に影響を及ぼす免疫関連分子に注目して解析を行う。これにより、マラリア原虫の発育・増殖の阻害や促進に関連する中腸分子を探索する。
2. サシチョウバエ中腸分子の探索：サシチョウバエに抗生物質を投与した時に中腸でどのような遺伝子が発現変動するのか、特に中腸の表面分子、原虫感染に影響を及ぼす免疫関連分子に注目して解析を行う。
3. サシチョウバエに対する希少糖の効果：リーシュマニア原虫のサシチョウバエ内での発育・増殖も希少糖で阻害できるのか、その時にはどのような遺伝子が発現変動するのか解析を行う。
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Report
(1 results)
Research Products
(17 results)
