食物循環の効率的維持のための家畜と感染性微生物の生態学

• 研究課題/領域番号: 16KT0141
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 特設分野
• 研究分野: 食料循環研究
• 研究機関: 東北大学 (2019); 帯広畜産大学 (2016-2018)
• 研究代表者: 加藤 健太郎 東北大学, 農学研究科, 教授 (30401178)
• 研究期間 (年度): 2016-07-19 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 食料循環 / 原虫感染症 / 農林水産生態 / 分子疫学解析 / 感染症 / 獣医学 / 生態学 / 微生物 / 農林水産物

研究成果の概要

食料循環の中で、原虫感染症はウイルス、細菌感染症等とともに、動物由来の食料の生産性を著しく低下させてきた。本研究では、食料循環の観点から畜産動物に由来する食肉の食料生産を阻害する原虫感染症に焦点を当て、北海道を含めた我が国の畜産現場及び国外のフィールドにおける分子生物学及び病理学的疫学解析、動物モデルによる感染実験、原虫共生ウイルスによる原虫感染地域の同定系の確立を行うことにより、食物に関わる家畜及び野生動物、微生物の生命活動の研究と、それを育む自然環境を長時間軸での物質循環システムとして捉えなおす農林水産生態の解析を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

食料循環に大きな影響を与えるクリプトスポリジウムにおいて、いまだ集団感染が発生した際に詳細に発生源を特定することができるサブタイピング遺伝子が同定できていなかった。本研究ではこの問題を解決へと導くため、病原性との関連の可能性がある原虫共生ウイルスの解析と家畜及び野生動物からの原虫遺伝子の検出を行った。その科学的意義と人獣共通感染症としての社会的、公衆衛生上の重要性を鑑みても、本研究の必要性は高く、フィールドから実験室への解析に移行させる独創的なものであり、社会的意義の高い研究である。

研究成果

• [国際共同研究] Sher-e-Bangla Agricultural University(バングラデシュ)
• [国際共同研究] 内モンゴル民族大学(中国)
• [国際共同研究] Landmark University(ナイジェリア)
• [国際共同研究] Chungbuk National University(韓国)
• [国際共同研究] LANDMARK UNIVERSITY(ナイジェリア)
• [国際共同研究] シェレバングラ農科大学(バングラデシュ)
• [国際共同研究] LANDMARK UNIVERSITY(NIGERIA)
• [国際共同研究] フィリピン大学(フィリピン)
• [雑誌論文] 運動能の系統樹 : 生命の系統樹における運動システム進化についての提案 (2020)
  • 著者名/発表者名: M Miyata, R C Robinson, T QP Uyeda, Y Fukumori, S Fukushima, S Haruta, M Homma, K Inaba, M Ito, C Kaito, K Kato, TKenri, Y Kinosita, S Kojima, T Minamino, H Mori, S Nakamura, D Nakane, K Nakayama, M Nishiyama, S Shibata, K Shimabukuro, M Tamakoshi, A Taoka, Y Tashiro, ITulum, HiWada, K Wakabayashi
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 25 号: 1 ページ: 6-21
  • DOI: 10.1111/gtc.12737
  • NAID: 130007881664
  • URL: https://ocu-omu.repo.nii.ac.jp/records/2019864
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Screening of a library of traditional Chinese medicines to identify compounds and extracts which inhibit <i>Toxoplasma gondii</i> growth (2020)
  • 著者名/発表者名: SAITO Harunobu、MURATA Yuho、NONAKA Motohiro、KATO Kentaro
  • 雑誌名: Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 82 号: 2 ページ: 184-187
  • DOI: 10.1292/jvms.19-0241
  • NAID: 130007799363
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Three-dimensional fine structure of feeder organelle in Cryptosporidium parvum. (2019)
  • 著者名/発表者名: Bochimoto H, Kondoh D, Ishihara Y, Kabir MHB, Kato K (corresponding author).
  • 雑誌名: Parasitol Int. 巻: 73 ページ: 10195-10195
  • DOI: 10.1016/j.parint.2019.101958
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Repurposing existing drugs: identification of irreversible IMPDH inhibitors by high-throughput screening (2019)
  • 著者名/発表者名: Sarwono Albertus Eka Yudistira、Mitsuhashi Shinya、Kabir Mohammad Hazzaz Bin、Shigetomi Kengo、Okada Tadashi、Ohsaka Fumina、Otsuguro Satoko、Maenaka Katsumi、Igarashi Makoto、Kato Kentaro、Ubukata Makoto
  • 雑誌名: Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry 巻: 34 号: 1 ページ: 171-178
  • DOI: 10.1080/14756366.2018.1540474
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Prevalence and molecular characterization of Cryptosporidium species in poultry in Bangladesh. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kabir MHB, Han Y, Lee S-H, Nugrahaa AB, Recuenco FC, Murakoshi F, Xuan X, Kato K (corresponding author).
  • 雑誌名: One Health. 巻: 9 ページ: 100122-100122
  • DOI: 10.1016/j.onehlt.2020.100122
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] How does <i>Toxoplama gondii</i> invade host cells? (2018)
  • 著者名/発表者名: KATO Kentaro
  • 雑誌名: Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 80 号: 11 ページ: 1702-1706
  • DOI: 10.1292/jvms.18-0344
  • NAID: 130007521222
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular and histopathological characterization of <i>Cryptosporidium</i> and <i>Eimeria</i> species in bats in Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: MURAKOSHI Fumi、KOYAMA Kenji、AKASAKA Takumi、HORIUCHI Noriyuki、KATO Kentaro
  • 雑誌名: Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 80 号: 9 ページ: 1395-1399
  • DOI: 10.1292/jvms.18-0130
  • NAID: 130007482627
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of compounds that suppress Toxoplasma gondii tachyzoites and bradyzoites (2017)
  • 著者名/発表者名: Murata Yuho、Sugi Tatsuki、Weiss Louis M.、Kato Kentaro
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 12 号: 6 ページ: e0178203-e0178203
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0178203
  • NAID: 120006391021
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Modulation of host HIF-1α activity and the tryptophan pathway contributes to the anti- Toxoplasma gondii potential of nanoparticles (2017)
  • 著者名/発表者名: Adeyemi Oluyomi Stephen、Murata Yuho、Sugi Tatsuki、Han Yongmei、Kato Kentaro
  • 雑誌名: Biochemistry and Biophysics Reports 巻: 11 ページ: 84-92
  • DOI: 10.1016/j.bbrep.2017.07.004
  • NAID: 120006390983
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Screening of chemical compound libraries identified new anti-Toxoplasma gondii agents (2017)
  • 著者名/発表者名: Adeyemi Oluyomi Stephen、Sugi Tatsuki、Han Yongmei、Kato Kentaro
  • 雑誌名: Parasitology Research 巻: 117 号: 2 ページ: 355-363
  • DOI: 10.1007/s00436-017-5698-1
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dextran sulfate inhibits acute Toxoplama gondii infection in pigs (2016)
  • 著者名/発表者名: Kato K, Murata Y, Horiuchi N, Inomata A, Terkawi MA, Ishiwa A, Ogawa Y, Fukumoto S, Matsuhisa F, Koyama K.
  • 雑誌名: Parasites & Vectors 巻: 9 号: 1 ページ: 134-134
  • DOI: 10.1186/s13071-016-1421-9
  • NAID: 120006390935
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Detection and molecular characterization of Cryptosporidium and Eimeria species in Philippine bats (2016)
  • 著者名/発表者名: Murakoshi F, Recuenco FC, Omatsu T, Sano K, Taniguchi S, Masangkay JS, Alviola P, Eres E, Cosico E, Alvarez J, Une Y, Kyuwa S, Sugiura Y, Kato K.
  • 雑誌名: Parasitol Res. 巻: 115 号: 5 ページ: 1863-1869
  • DOI: 10.1007/s00436-016-4926-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Molecular epidemiological analyses of Cryptosporidium parvum virus 1 (CSpV1), asymbiotic virus of Cryptosporidium parvum, in Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Murakoshi F, Ichikawa-Seki M, Aita J, Yaita S, Kinami A, Fujimoto K, Nishikawa Y, Murakami S, Horimoto T, Kato K.
  • 雑誌名: Virus Res. 巻: 211 ページ: 69-72
  • DOI: 10.1016/j.virusres.2015.09.021
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Toxoplasma gondii effectors TgIST and TgGRA15 differentially target host IDO1 to antagonize the IFN-γ-induced anti-T. gondii response in human cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Hironori Bando, Yasuhiro Fukuda, Masahiro Yamamoto, Kentaro Kato
  • 学会等名: 東北大学複合生態フィールド教育研究センター 第17回国際シンポジウム
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Functional perspective of feeder organelle from three-dimensional ultrastructural characteristics in Cryptosporidium parvum (2020)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Bochimoto, Daisuke Kondoh, Yo Ishihara, Mohammad Hazzaz Bin Kabir, Kentaro Kato
  • 学会等名: 東北大学複合生態フィールド教育研究センター 第17回国際シンポジウム
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Development of a highly sensitive method for the detection of Cryptosporidium parvum Virus type 1 (CSpV1) (2020)
  • 著者名/発表者名: Ayman Ahmed Shehata, Hironori Bando, Yasuhiro Fukuda, Mohammad Hazzaz Bin Kabir, Fumi Murakoshi, Megumi Itoh, Atsushi Fujikura, Hiroaki Okawa, Takuto Endo, Akira Goto, Masayuki Kachi, Toshie Nakayama, Yuto Kano, Shoko Oishi, Konosuke Otomaru, Kei Kazama, Mohamed Ibrahim Essa, Kentaro Kato
  • 学会等名: 東北大学複合生態フィールド教育研究センター 第17回国際シンポジウム
  • 国際学会
• [学会発表] 原虫の特異的な宿主細胞侵入マシナリーと薬剤ターゲットとしての可能性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 加藤健太郎
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会（パシフィコ横浜、横浜）
  • 招待講演
• [学会発表] トキソプラズマ原虫の増殖と侵入を抑制するプロテインキナーゼ阻害剤の探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 韓 永梅、Oluyomi Stephen Adeyemi、加藤健太郎
  • 学会等名: 第88回日本寄生虫学会大会（長崎大学、長崎）
• [学会発表] トキソプラズマのChitinase Like Protein 1の機能解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 齋藤晴伸、韓 永梅、村田優穂、加藤健太郎
  • 学会等名: 第88回日本寄生虫学会大会（長崎大学、長崎）
• [学会発表] Molecular detection and identification of Cryptosporidium species in birds at Dhaka, Bangladesh (2019)
  • 著者名/発表者名: ビン カビル モハメド ハジャズ、韓 永梅、玄 学南、加藤健太郎
  • 学会等名: 第88回日本寄生虫学会大会（長崎大学、長崎）
• [学会発表] ヒト脳細胞におけるトキソプラズマのステージ変換機構の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 伴戸寛徳、加藤健太郎
  • 学会等名: 第 27 回分子寄生虫学ワークショップ（道後温泉、松山）
• [学会発表] ヒト脳細胞における宿主-トキソプラズマ間相互作用の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 伴戸寛徳、山本雅裕、加藤健太郎
  • 学会等名: 第162回日本獣医学会学術集会（つくば国際会議場、つくば）
• [学会発表] クリプトスポリジウムにおけるfeeder organelle微細構造の立体的観察 (2019)
  • 著者名/発表者名: 暮地本宙己、近藤大輔、石原 洋、Mohammad Hazzaz Bin Kabir、加藤健太郎
  • 学会等名: 第162回日本獣医学会学術集会（つくば国際会議場、つくば）
• [学会発表] Molecular investigation of Cryptosporidium species in poultry in Bangladesh (2019)
  • 著者名/発表者名: Mohammad Hazzaz Bin Kabir, Yongmei Han, Frances Recuenco, Fumi Murakoshi, Xuenan Xuan, Kentaro Kato
  • 学会等名: 第162回日本獣医学会学術集会（つくば国際会議場、つくば）
• [学会発表] トキソプラズマ原虫の増殖と侵入を抑制するプロテインキナーゼ阻害剤の探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 韓 永梅, Oluyomi Stephen Adeyemi, 加藤 健太郎
  • 学会等名: 第88回日本寄生虫学会大会
• [学会発表] トキソプラズマのChitinase Like Protein 1 の機能解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 晴伸, 韓 永梅, 村田 優穂, 加藤 健太郎
  • 学会等名: 第88回日本寄生虫学会大会
• [学会発表] Molecular detection and identification of Cryptosporidium species in birds at Dhaka, Bangladesh (2019)
  • 著者名/発表者名: ビン カビル モハメド ハジャズ, 韓 永梅, 玄 学南, 加藤 健太郎
  • 学会等名: 第88回日本寄生虫学会大会
• [学会発表] トキソプラズマ原虫におけるChitinase Like Protein 1の機能解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 齋藤晴伸、村田優穂、韓永梅、加藤健太郎
  • 学会等名: 第161回日本獣医学会
• [学会発表] In vivo evaluation of disulfiram and bronopol compound against Cryptosporidium activity (2018)
  • 著者名/発表者名: Md. Hazzaz Bin Kabir, Albertus Eka Yudistira, Shinya Mitsuhashi, Makoto Ubukata, Kentaro Kato
  • 学会等名: 第161回日本獣医学会
• [学会発表] トキソプラズマ原虫の増殖と侵入を抑制する薬剤のスクリーニング (2018)
  • 著者名/発表者名: 韓永梅、Oluyomi Stephen Adeyemi、加藤健太郎
  • 学会等名: 第161回日本獣医学会
• [学会発表] 北海道におけるクリプトスポリジウムの現状 (2018)
  • 著者名/発表者名: 加藤健太郎
  • 学会等名: 平成30年度十勝子牛研究会
• [学会発表] New imidazole derivatives active against Toxoplasma gondii in vitro (2018)
  • 著者名/発表者名: Oluyomi Stephen Adeyemi、加藤健太郎
  • 学会等名: 第87回日本寄生虫学会
• [学会発表] トキソプラズマ原虫の増殖を抑制するプロテインキナーゼ阻害剤ライブラリーのスクリーニング (2018)
  • 著者名/発表者名: 韓永梅、Oluyomi Stephen Adeyemi、加藤健太郎
  • 学会等名: 第87回日本寄生虫学会
• [学会発表] Nullscript のアピコンプレクサ原虫特異的な脱アセチル化酵素阻害作用の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 村越ふみ、杉達紀、Oluyomi Stephen Adeyemi、野中基弘、中屋隆明、加藤健太郎
  • 学会等名: 第87回日本寄生虫学会
• [学会発表] トキソプラズマ原虫のChitinase Like Protein 1 は潜伏虫体の再活性化に関与する (2017)
  • 著者名/発表者名: 村田優穂、高野量、五十嵐慎、杉達紀、加藤健太郎
  • 学会等名: 第86回日本寄生虫学会大会
• [学会発表] ウシロタウイルス共感染時におけるクリプトスポリジウムの病原性の変化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村越ふみ、伊藤めぐみ、芝野健一、加藤健太郎
  • 学会等名: 第86回日本寄生虫学会大会
• [学会発表] Exploring amino acid modification of nanoparticle surface for selective anti-parasite action and enhanced biocompatibility (2017)
  • 著者名/発表者名: Oluyomi Stephen Adeyemi、加藤健太郎
  • 学会等名: 第86回日本寄生虫学会大会
• [学会発表] トキソプラズマ原虫の潜伏再活性化因子の機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村田優穂、高野量、五十嵐慎、杉達紀、加藤健太郎
  • 学会等名: 第160回日本獣医学会
• [学会発表] アピコンプレクサへの特異的増殖阻害効果を持つヒストン脱アセチル化酵素阻害剤の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 村越ふみ、杉達紀、Oluyomi Adeyemi、野中基弘、加藤 健太郎
  • 学会等名: 第160回日本獣医学会
• [学会発表] Exploring amino acid modification of nanoparticles for selective anti-parasite action and enhanced biocompatibility (2017)
  • 著者名/発表者名: Oluyomi Adeyemi、加藤 健太郎
  • 学会等名: 第160回日本獣医学会
  • 招待講演
• [学会発表] トキソプラズマ症の病態発現機構と対策技術に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 加藤 健太郎
  • 学会等名: 第160回日本獣医学会
  • 招待講演
• [学会発表] トキソプラズマ症の潜伏再活性化機構の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 加藤健太郎、村田優穂、高野量、五十嵐慎、杉達紀
  • 学会等名: グローバルヘルス合同大会2017
• [学会発表] 実験感染ブタを用いたトキソプラズマに対するデキストラン硫酸の感染阻害効果の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 加藤健太郎、堀内雅之、村田優穂、猪又敦子、テルカウィ・アラー、小川洋介
  • 学会等名: 第57回日本熱帯医学会大会
  • 発表場所: 一橋大学（東京都千代田区）
  • 年月日: 2016-11-05
• [学会発表] 牛ロタウイルスの関与によるクリプトスポリジウム排出動態の変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村越ふみ、小川 晴子、今井 邦俊、伊藤めぐみ、芝野健一、加藤健太郎
  • 学会等名: 第159回日本獣医学会大会
  • 発表場所: 日本大学(神奈川県藤沢市)
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] 酪農場における子牛のクリプトスポリジウム排出数の推移と糞便性状の関連 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村越ふみ、下タ村幸薫、伊藤めぐみ、加藤健太郎、芝野健一
  • 学会等名: 北海道獣医師会
  • 発表場所: 旭川市大雪クリスタルホール(北海道旭川市)
  • 年月日: 2016-09-01
• [図書] BIO INDUSTRY (2019)
  • 著者名/発表者名: 加藤健太郎
  • 総ページ数: 90
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 「医学のあゆみ」 クリプトスポリジウム原虫の新規分子マーカーと感染の分子機構 Vol.259, No. 4, p.325-326 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村越ふみ、加藤健太郎
  • 総ページ数: 63
  • 出版者: 医歯薬出版株式会社
• [備考] https://www.agri.tohoku.ac.jp/health/index.html
• [備考] 帯広畜産大学 原虫病研究センター 加藤健太郎研究室
  • URL: http://www.obihiro.ac.jp/~globalinfection/index.html
• [産業財産権] 防除用製剤、並びに土壌処理方法 (2019)
  • 発明者名: 加藤健太郎、大川和久、升水紀郎
  • 権利者名: 加藤健太郎、大川和久、升水紀郎
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2019
• [産業財産権] 抗トキソプラズマ剤及びこれを含む医薬 (2017)
  • 発明者名: 加藤健太郎、アデエミ オルヨミ
  • 権利者名: 加藤健太郎、アデエミ オルヨミ
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-076436
  • 出願年月日: 2017
• [産業財産権] 抗原虫作用を持つ生薬由来化合物と生薬エキス (2017)
  • 発明者名: 加藤 健太郎、村田 優穂、杉 達紀、野中 基弘
  • 権利者名: 加藤 健太郎、村田 優穂、杉 達紀、野中 基弘
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-083202
  • 出願年月日: 2017
• [産業財産権] 抗原虫作用を持つヒストン脱アセチル化酵素阻害剤 (2017)
  • 発明者名: 加藤 健太郎、村越 ふみ
  • 権利者名: 加藤 健太郎、村越 ふみ
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-159087
  • 出願年月日: 2017
• [産業財産権] 抗トキソプラズマ原虫剤 (2017)
  • 発明者名: 加藤健太郎、アデエミ オルヨミ
  • 権利者名: 加藤健太郎、アデエミ オルヨミ
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-205211
  • 出願年月日: 2017
• [産業財産権] 抗トキソプラズマ剤 (2016)
  • 発明者名: 加藤健太郎、村田優穂、杉達紀
  • 権利者名: 国立大学法人帯広畜産大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-167695
  • 出願年月日: 2016-08-30
• [産業財産権] 抗トキソプラズマ剤 (2016)
  • 発明者名: 加藤健太郎、村田優穂、杉達紀
  • 権利者名: 国立大学法人帯広畜産大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-166525
  • 出願年月日: 2016-08-29