海洋生態系にフグ毒ループは存在するのか―フグ毒と海洋生物のミッシングリンクを解く

• 研究課題/領域番号: 15H04552
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 水圏生命科学
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 糸井 史朗 日本大学, 生物資源科学部, 准教授 (30385992)
• 研究分担者: 杉田 治男 日本大学, 生物資源科学部, 教授 (50139052) ; 鈴木 美和 日本大学, 生物資源科学部, 准教授 (70409069) ; 高谷 智裕 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 教授 (90304972)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円); 2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2015年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
• キーワード: フグ毒 / テトロドトキシン / TTXループ / オオツノヒラムシ / ツノヒラムシ属 / TTX / クサフグ / 食物連鎖（食物網） / ヒラムシ / トラフグ / フグ毒ループ

研究成果の概要

本研究では、クサフグがヒガンフグの有毒卵を摂餌することを明らかにした。この結果は、フグ毒保有魚類がその体内に保有するフグ毒を効率よく摂取する手段として近縁種の有毒卵を摂餌していることを示唆する。また、ツムギハゼやオキナワフグなどのフグ毒保有魚類は、多量のフグ毒を保有するオオツノヒラムシを摂餌することを明らかにした。以上の結果は、高次捕食者間でフグ毒が循環することで、フグ毒保有生物が高濃度のフグ毒を保有できることを示唆する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでフグ毒は、細菌を生産者とする食物連鎖（網）を通じてフグの体内に蓄積されると考えられていた。一方、細菌が生産するフグ毒の量が少ないことから、フグが持つ毒量を説明できないとの指摘があった。本研究の成果は、フグ毒を保有する高次捕食者間でフグ毒をやり取りしている事例を複数報告し、フグ毒がこれら高次捕食者間で循環していることを提案した。本研究の成果は、未解明な部分が多く残されていたフグの毒化機構に新たな考え方を導入することが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Role of maternal tetrodotoxin in survival of larval pufferfish (2018)
  • 著者名/発表者名: Itoi Shiro、Suzuki Miwa、Asahina Kiyoshi、Sawayama Eitaro、Nishikubo Junki、Oyama Hikaru、Takei Mitsuki、Shiibashi Nanae、Takatani Tomohiro、Arakawa Osamu、Sugita Haruo
  • 雑誌名: Toxicon 巻: 148 ページ: 95-100
  • DOI: 10.1016/j.toxicon.2018.04.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Including planocerid flatworms in the diet effectively toxifies the pufferfish, Takifugu niphobles (2018)
  • 著者名/発表者名: Itoi Shiro、Ueda Hiroyuki、Yamada Riko、Takei Mitsuki、Sato Tatsunori、Oshikiri Shotaro、Wajima Yoshiki、Ogata Ryuya、Oyama Hikaru、Shitto Takahiro、Okuhara Kazuya、Tsunashima Tadasuke、Sawayama Eitaro、Sugita Haruo
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 12302-12302
  • DOI: 10.1038/s41598-018-30696-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Maturation-associated changes in internal distribution and intra-ovarian microdistribution of tetrodotoxin in the pufferfish Takifugu pardalis (2018)
  • 著者名/発表者名: Gao Wei、Kanahara Yoko、Tatsuno Ryohei、Soyano Kiyoshi、Nishihara Gregory N.、Urata Chisato、Takatani Tomohiro、Arakawa Osamu
  • 雑誌名: Fisheries Science 巻: 84 号: 4 ページ: 723-732
  • DOI: 10.1007/s12562-018-1209-2
  • NAID: 40021587964
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stellatolide H, a cytotoxic peptide lactone from a deep-sea sponge Discodermia sp. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nakamukai Shohei、Takada Kentaro、Furihata Kazuo、Ise Yuji、Okada Shigeru、Morii Yasuhiro、Yamawaki Nobuhiro、Takatani Tomohiro、Arakawa Osamu、Gustafson Kirk R.、Matsunaga Shigeki
  • 雑誌名: Tetrahedron Letters 巻: 59 号: 26 ページ: 2532-2536
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2018.05.033
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] フグ毒TTXの生物学的意義を通してフグにおけるTTXの獲得機構を探る (2018)
  • 著者名/発表者名: 糸井史朗
  • 雑誌名: アグリバイオ 巻: 2 ページ: 397-399
  • NAID: 40021808250
• [雑誌論文] テトロドトキシンの生物学的意義とフグ毒中毒 (2018)
  • 著者名/発表者名: 糸井史朗
  • 雑誌名: モダンメディア 巻: 64 ページ: 241-249
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] TTX-bearing planocerid flatworm (Platyhelminthes: Acotylea) in the Ryukyu Islands, Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Ueda H, Itoi S, Sugita H
  • 雑誌名: Marine Drugs 巻: 16 号: 1 ページ: 37-37
  • DOI: 10.3390/md16010037
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A molecular framework for the taxonomy and systematics of Japanese marine turbellarian flatworms (Platyhelminthes, Polycladida) (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsunashima T, Hagiya M, Yamada R, Koito T, Tsuyuki N, Izawa S, Kosoba K, Itoi S, Sugita H
  • 雑誌名: Aquatic Biology 巻: 26 ページ: 159-167
  • DOI: 10.3354/ab00682
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Toxins of Pufferfish?Distribution, Accumulation Mechanism, and Physiologic Functions (2017)
  • 著者名/発表者名: Arakawa Osamu、Takatani Tomohiro、Taniyama Shigeto、Tatsuno Ryohei
  • 雑誌名: Aqua-BioScience Monographs 巻: 10 号: 3 ページ: 41-80
  • DOI: 10.5047/absm.2017.01003.0041
  • NAID: 40021574438
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Seasonal changes in the tetrodotoxin content of the flatworm Planocera multitentaculata (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamada R, Tsunashima T, Takei M, Sato T, Wajima Y, Kawase M, Oshikiri S, Kajitani Y, Kosoba K, Ueda H, Abe K, Itoi S, Sugita H
  • 雑誌名: Marine Drugs 巻: 15 号: 3 ページ: 56-56
  • DOI: 10.3390/md15030056
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Administration of tetrodotoxin protects artificially-raised juvenile tiger puffer Takifugu rubripes from predators. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakakura, Y., Takatani, T., Nakayasu, J., Yamazaki, H., Sakiyama, K.
  • 雑誌名: Fisheries Science 巻: 83 号: 2 ページ: 191-198
  • DOI: 10.1007/s12562-016-1046-0
  • NAID: 120006987423
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transcriptome analysis of tetrodotoxin sensing and action of tetrodotoxin in central nervous system of tiger puffer Takifugu rubripes juveniles (2017)
  • 著者名/発表者名: Okita, K., Tan, E., Satone, H., Kinoshita, S., Asakawa, S., Ojima, D., Yamazaki, H., Sakiyama, K., Takatani, T., Arakawa, O., Hagiwara, A., Sakakura, Y.
  • 雑誌名: Fisheries Science 巻: 83 号: 3 ページ: 401-412
  • DOI: 10.1007/s12562-017-1079-z
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Seasonal changes in the tetrodotoxin content of the pufferfish Takifugu niphobles (2016)
  • 著者名/発表者名: Itoi S, Ishizuka K, Mitsuoka R, Takimoto N, Yokoyama N, Detake A, Takayanagi C, Yoshikawa S, Sugita H
  • 雑誌名: Toxicon 巻: 114 ページ: 53-58
  • DOI: 10.1016/j.toxicon.2016.02.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth and paralytic shellfish toxin production by the dinoflagellate Alexandrium catenella cultured under monochromatic light (2016)
  • 著者名/発表者名: Jiang S, Iwashita H, Arakawa O, Takatani T
  • 雑誌名: Aquaculture Science 巻: 64 ページ: 379-390
  • NAID: 130006258900
  • 査読あり
• [雑誌論文] Toxic Takifugu pardalis eggs found in T. niphobles gut: implications for TTX accumulation in the pufferfish (2015)
  • 著者名/発表者名: Itoi S, Kozaki A, Komori K, Tsunashima T, Noguchi S, Kawane M, Sugita H
  • 雑誌名: Toxicon 巻: 108 ページ: 141-146
  • DOI: 10.1016/j.toxicon.2015.10.009
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] TTX保有生物におけるTTXの獲得ルートと役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 糸井史朗
  • 学会等名: マリンケミカルバイオロジー研究会2019
  • 招待講演
• [学会発表] フグ毒テトロドトキシンを保有するヒラムシの消化管のメタゲノム解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 米澤 遼、五十嵐洋治、吉武和敏、木下滋晴、糸井史朗、杉田治男、浅川修一
  • 学会等名: 平成31年度日本水産学会春季大会
• [学会発表] フグ毒テトロドトキシンを保有するヒラムシのミトコンドリアゲノムの解読 (2019)
  • 著者名/発表者名: 米澤 遼、五十嵐洋治、吉武和敏、木下滋晴、糸井史朗、杉田治男、横堀伸一、浅川修一
  • 学会等名: 平成31年度日本水産学会春季大会
• [学会発表] トラフグ属魚類の毒化に関わるオオツノヒラムシの影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 糸井史朗、尾山 輝、杉田治男
  • 学会等名: 日本水産増殖学会第17回大会
• [学会発表] オオツノヒラムシの産卵期におけるTTX保有量の変動 (2018)
  • 著者名/発表者名: 吉敷綾乃、上田紘之、糸井史朗、杉田治男
  • 学会等名: 平成30年度日本水産学会秋季大会
• [学会発表] フグはフグ毒をどこから獲得し、何に使うのか？ (2018)
  • 著者名/発表者名: 糸井史朗
  • 学会等名: 第63回日本放線菌学会学術講演会
  • 招待講演
• [学会発表] フグ毒検査法における抽出操作の簡素化とHPLC-FL分析の有効性 (2018)
  • 著者名/発表者名: 谷口香織、高尾秀樹、阿部敬子、辰野竜平、Gregoly N. Nishihara、阪倉良孝、高谷智裕、荒川修
  • 学会等名: 日本食品衛生学会
• [学会発表] 海産フグと淡水フグのTTX/PST蓄積能 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山田美紗子、金原葉子、高威、土井啓行、吉川廣幸、辰野竜平、長島裕二、高谷智裕、荒川修
  • 学会等名: 日本食品衛生学会
• [学会発表] フグ毒添加飼料がトラフグ稚魚の成長に与える影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 阪倉良孝、佐藤はるか、天野勝文、高谷智裕
  • 学会等名: 平成30年度日本水産学会春季大会
• [学会発表] トラフグ初期発育段階におけるフグ毒の獲得 (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐々木杜汰、寺島武寿、沖田光玄、平井慈恵、高谷智裕、荒川 修
  • 学会等名: 平成30年度日本水産学会春季大会
• [学会発表] 窒素安定同位体を用いた紅藻マクリの培養 (2017)
  • 著者名/発表者名: 姜 珊珊、桑野和可、Gregory N. Nishihara、浦田千里、下田隆介、高谷智裕、荒川 修
  • 学会等名: 平成29年度日本水産学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学（東京都品川区）
  • 年月日: 2017-03-29
• [学会発表] 屋久島および石垣島産オウギガニ科カニ類の毒性プロファイル (2017)
  • 著者名/発表者名: 宗宮史樹、高谷智裕、青島 隆、森井康宏、荒川 修
  • 学会等名: 平成29年度日本水産学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学（東京都品川区）
  • 年月日: 2017-03-28
• [学会発表] オオツノヒラムシを中心とする環境中におけるTTXの動態 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山田理子、武井美月、和嶋良己、糸井史朗、杉田治男
  • 学会等名: 平成29年度日本水産学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学（東京都品川区）
  • 年月日: 2017-03-27
• [学会発表] Toxification process of Takifugu pufferfish: detection of TTX-bearing organisms in intestinal contents of pufferfish (2017)
  • 著者名/発表者名: Itoi S, Takei M, Yamada R, Sugita H
  • 学会等名: JSFS 85th Anniversary-Commemorative International Symposium “Fisheries Science for Future Generations”
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of sexual maturation on the toxicity of the toxic flatworm Planocera multitentaculata (2017)
  • 著者名/発表者名: Ueda H, Yamada R, Takei M, Abe M, Itoi S, Sugita H
  • 学会等名: JSFS 85th Anniversary-Commemorative International Symposium “Fisheries Science for Future Generations”
  • 国際学会
• [学会発表] Tetrodotoxin-specific toxin uptake and maturation-associated toxin accumulation in the pufferfish Takifugu pardalis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Gao W, Kanahara Y, Tatsuno R, Yoshikawa H, Soyano K, Takatani T, Arakawa O
  • 学会等名: JSFS 85th Anniversary-Commemorative International Symposium “Fisheries Science for Future Generations”
  • 国際学会
• [学会発表] Tetrodotoxin dynamics in the pufferfish Takifugu rubripes changes depending of its liver development (2017)
  • 著者名/発表者名: Tatsuno R, Gao W, Yoshikawa H, Takahashi H, Fukuda T, Furushita M, Nishihara GN, Takatani T, Arakawa O
  • 学会等名: JSFS 85th Anniversary-Commemorative International Symposium “Fisheries Science for Future Generations”
  • 国際学会
• [学会発表] Seasonal changes in TTX content of the toxic flatworm Planocera multitentaculata (2016)
  • 著者名/発表者名: Riko Yamada, Tadasuke Tsunashima, Yusuke Kajitani, Shiro Itoi, Haruo Sugita
  • 学会等名: The joint meeting of the 22nd International Congress of Zoology and the 87th Meeting of the Zoological Society of Japan
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-11-17
  • 国際学会
• [学会発表] オオツノヒラムシにおけるTTX保有量の季節変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山田理子、綱島忠相、梶谷雄介、糸井史朗、杉田治男
  • 学会等名: 平成28年度日本水産学会秋季大会
  • 発表場所: 近畿大学農学部（奈良県奈良市）
  • 年月日: 2016-09-09
• [学会発表] 有毒Planocera属ヒラムシ摂餌によるクサフグの毒化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 武井美月、出頭孝浩、山田理子、糸井史朗、杉田治男
  • 学会等名: 平成28年度日本水産学会秋季大会
  • 発表場所: 近畿大学農学部（奈良県奈良市）
  • 年月日: 2016-09-09
• [学会発表] Providing pufferfish liver for human consumption (1): Toxicity evaluation (2016)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi K, Takao H, Onuki K, Tatsuno R, Sakakura Y, Takatani T, Arakawa O, Noguchi T
  • 学会等名: The 7th World Fisheries Congress in Busan, Korea
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2016-05-23
  • 国際学会
• [学会発表] Growth and PSP production of the toxic dinoflagellate Alexandrium catenella cultured under monowavelength light irradiation (2016)
  • 著者名/発表者名: Jiang S, Iwashita H, Arakawa O, Takatani T
  • 学会等名: The 7th World Fisheries Congress in Busan, Korea
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2016-05-23
  • 国際学会
• [学会発表] Toxification of the larval pufferfish Takifugu niphobles by the larval flatworm Planocera multitentaculata (2016)
  • 著者名/発表者名: Riko Yamada, Tadasuke Tsunashima, Kazuya Okuhara, Shiro Itoi, Haruo Sugita
  • 学会等名: The 7th World Fisheries Congress in Busan, Korea
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2016-05-23
  • 国際学会
• [学会発表] Toxification of the Takifugu pufferfish via a TTX loop consisting of TTX-bearing organisms (2016)
  • 著者名/発表者名: Shiro Itoi, Ao Kozaki, Keitaro Komori, Tadasuke Tsunashima, Shunsuke Noguchi, Mitsuo Kawane, Haruo Sugita
  • 学会等名: The 7th World Fisheries Congress in Busan, Korea
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 2016-05-23
  • 国際学会
• [学会発表] 分子生物学的手法による有毒ヒラムシPlanocera属の検出法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山田理子・綱島忠相・梶谷雄介・糸井史朗・杉田治男
  • 学会等名: 平成28年度日本水産学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学（東京都品川区）
  • 年月日: 2016-03-29
• [学会発表] ミトコンドリアゲノムコードのCOI遺伝子領域に基づく多岐腸類の分子系統解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 綱島忠相・山田理子・梶谷雄介・萩谷盛雄・糸井史朗・杉田治男
  • 学会等名: 平成28年度日本水産学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学（東京都品川区）
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] Planocera属幼生がクサフグ稚魚の毒化に及ぼす影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田理子・綱島忠相・奥原和也・糸井史朗・杉田治男
  • 学会等名: 平成27年度日本水産学会秋季大会
  • 発表場所: 東北大学（仙台市）
  • 年月日: 2015-09-23
• [学会発表] TTXを保有するヒラムシ類の系統学的地位および保有毒量の経年変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 綱島忠相・山田理子・萩谷盛雄・梶谷雄介・糸井史朗・杉田治男
  • 学会等名: 平成27年度日本水産学会秋季大会
  • 発表場所: 東北大学（仙台市）
  • 年月日: 2015-09-23
• [学会発表] 交雑フグの毒性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高谷智裕・鈴木重則・望岡典隆・荒川修
  • 学会等名: 平成27年度日本水産学会秋季大会
  • 発表場所: 東北大学（仙台市）
  • 年月日: 2015-09-22
• [学会発表] Transcriptome Analysis of Tetrodotoxin Sensing and Action of Tetrodotoxin in the Brain of Tiger Puffer Takifugu rubripes by Next-Generation Sequencing (2015)
  • 著者名/発表者名: Okita K, Satone H, Tan E, Kinoshita S, Asakawa S, Yamazaki H, Sakiyama K, Takatani T, Arakawa O, Hagiwara A, Sakakura Y
  • 学会等名: 145th American Fisheries Society Annual Meeting
  • 発表場所: Portland, Oregon, USA
  • 年月日: 2015-08-16
• [学会発表] フグにおけるTTXの生物学的役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 糸井史朗
  • 学会等名: 新学術領域研究「天然物ケミカルバイオロジー」地区ミニシンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学野依記念物質科学研究館（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-05-14
  • 招待講演
• [備考] 母親由来の毒がフグの赤ちゃんを守る！
  • URL: http://www.msr-nihon-university.org/2018/05/06/press-release/
• [備考] クサフグはヒラムシを食べて効果的に毒化する
  • URL: http://www.msr-nihon-university.org/2018/08/19/press-release-7/
• [備考] 糸井史朗准教授のフグ毒に関する研究が読売新聞で紹介されました
  • URL: http://www.msr-nihon-university.org/2019/04/02/
• [備考] 分子系統学的手法学的手法にもとづくヒラムシ類の系統分類
  • URL: http://www.msr-nihon-university.org/press-release/20171022-2/
• [備考] 琉球列島で採取したフグ毒保有ヒラムシ
  • URL: http://www.msr-nihon-university.org/press-release/20180121-2/
• [備考] ヒラムシの生態で新発見 フグの毒化に寄与か
  • URL: http://www.nu-press.net/archives/article003723.html