トキソプラズマ感染によるマウス行動変化のメカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 15J03171
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 獣医学
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 猪原 史成 岐阜大学, 連合獣医学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2015-04-24 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円); 2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: トキソプラズマ / 宿主応答 / シグナル伝達 / NFκB / 最初期遺伝子 / レポーターアッセイ

研究実績の概要

本研究は、トキソプラズマ感染によるマウスの行動変化のメカニズムの解明を目指し、神経機能の改変に関わるトキソプラズマ由来エフェクター分子の同定と、その分子と宿主細胞との相互作用の解明を目的とした。前年度は宿主のシグナル伝達経路に作用する原虫由来のエフェクター分子のスクリーニングを行い、宿主細胞のNuclear Factor-kappa B (NFκB)シグナルを活性化する原虫遺伝子（知的財産権の都合上、以後Xと仮称）を同定した。近年、NFκBは中枢神経系においても重要な転写因子であることが明らかとなりつつあり、神経細胞におけるNFκBシグナルの改変はトキソプラズマによる宿主の行動変化の標的であることが期待できる。
今年度はまず、T. gondii-Xの機能解析を行うためにX欠損原虫の作製を行った。遺伝子欠損原虫はCRISPAR/Cas9のシステムを用いて、Xの遺伝子領域に薬剤耐性遺伝子の発現カセットを導入することで作製した。正しい遺伝子組換えを確認できたクローンを選択し、X欠損株とした。次に、親株とX欠損株を用いてNFκBシグナルの活性化をレポーターアッセイにより確認した。その結果、X欠損株感染細胞では親株感染細胞と比べてNFκB依存的なレポーター活性が低下していた。続いて、細胞内でのシグナル伝達の変化を検討するために、NFκBの活性化に関わるIκBαのリン酸化とp65の核内移行について解析した。その結果、X欠損株感染細胞では親株感染細胞と比較して、リン酸化IκBαのタンパク量の減少とp65の核内移行割合の低下を認めた。
以上の結果から、T. gondii-XがNFκBシグナルを活性化する因子であることが示された。今回の研究により、宿主の細胞内シグナル伝達の改変を担う新規のトキソプラズマ由来のエフェクター分子が同定された。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Toxoplasma gondii Infection in Mice Impairs Long-Term Fear Memory Consolidation Through Dysfunction of the Cortex and Amygdala (2016)
  • 著者名/発表者名: Ihara, F., Nishimura, M., Muroi, Y., Mahmoud, M.E., Yokoyama, N., Nagamune, K., Nishikawa, Y.
  • 雑誌名: Infect Immun. 巻: 84 号: 10 ページ: 2861-2871
  • DOI: 10.1128/iai.00217-16
  • NAID: 120006390959
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Changes in neurotransmitter levels and expression of immediate early genes in brain of mice infected with Neospora caninum. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ihara F, Nishimura M, Muroi Y, Furuoka H, Yokoyama N, Nishikawa Y
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 6:23052 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1038/srep23052
  • NAID: 120006390936
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Induction of depression-related behaviors by reactivation of chronic Toxoplasma gondii infection in mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mahmoud ME, Ihara F, Fereig RM, Nishimura M, Nishikawa Y
  • 雑誌名: Behav Brain Res. 巻: 298 ページ: 125-133
  • DOI: 10.1016/j.bbr.2015.11.005
  • NAID: 120006402299
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] トキソプラズマ感染によるマウスの恐怖記憶固定の障害は大脳皮質および扁桃体における機能異常が引き起こす (2016)
  • 著者名/発表者名: Ihara, F., Nishimura, M., Muroi, Y., Mahmoud, M.E., Yokoyama, N., Nagamune, K. and Nishikawa, Y.
  • 学会等名: 第１５９回日本獣医学会
  • 発表場所: 日本大学（神奈川県藤沢市）
  • 年月日: 2016-09-06
  • 招待講演
• [学会発表] トキソプラズマ感染によるマウスの恐怖記憶固定の障害は大脳皮質および扁桃体における機能異常が引き起こす (2016)
  • 著者名/発表者名: Ihara, F. and Nishikawa, Y.
  • 学会等名: 第２４回分子寄生虫学ワークショップ/第１４回分子寄生虫・マラリア研究フォーラム合同大会
  • 発表場所: 帯広畜産大学（北海道帯広市）
  • 年月日: 2016-08-21
• [学会発表] Toxoplasma gondii infection in mouse impairs brain environment and long-term fear memory consolidation (2015)
  • 著者名/発表者名: Fumiaki Ihara, Maki Nishimura, Motamed E Mahmoud, Yoshikage Muroi, Naoaki Yokoyama, Yoshifumi Nishikawa
  • 学会等名: 第４回感染症若手フォーラム
  • 発表場所: アテーナ海月（兵庫県淡路市）
  • 年月日: 2015-09-06
• [学会発表] トキソプラズマ感染神経細胞を用いたTLR2依存的防御反応に関するトランスクリプトーム解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: Fumiaki Ihara, Yoshifumi Nishikawa
  • 学会等名: 第２３回分子寄生虫学ワークショップ/第１３回分子寄生虫・マラリア研究フォーラム合同大会
  • 発表場所: 帯広畜産大学（北海道帯広市）
  • 年月日: 2015-08-30
• [学会発表] Toxoplasma gondii infection in mouse impairs long-term fear memory consolidation and downregulates Arc expression (2015)
  • 著者名/発表者名: Fumiaki Ihara, Maki Nishimura, Motamed E Mahmoud, Yoshikage Muroi, Naoaki Yokoyama, Yoshifumi Nishikawa
  • 学会等名: 25th International Conference of the World Association for the Advancement of Veterinary Parasitology in association with the University of Liverpool
  • 発表場所: ACC Liverpool (Liverpool, England)
  • 年月日: 2015-08-16
  • 国際学会
• [備考] トキソプラズマ感染による宿主動物の行動変化のしくみを解明
  • URL: http://www.obihiro.ac.jp/press/28/18ronbun-nishikawa_28.pdf