PfEMP1ドメイン網羅的アプローチによるシークエストレーション分子機構の解明

• 研究課題/領域番号: 18H02651
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分49040:寄生虫学関連
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 高島 英造 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 准教授 (50366762)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2018年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: 重症マラリア / PfEMP1 / タンパク質相互作用 / マラリア / 重症化機構 / コムギ無細胞系 / タンパク質-タンパク質相互作用 / 血管内皮細胞

研究成果の概要

熱帯熱マラリア原虫ゲノムには271個のPfEMP1ドメインがコードされている。これが血管内皮細胞表面タンパク質と結合するとシークエストレーションが惹起され、重症マラリア発症につながる。最近申請者らは当該ドメイン全てを発現し、免疫スクリーニングでマラリア発症阻止に重要なドメイン17個を絞り込んだ。本研究ではアルファスクリーンを用いて17個の重要PfEMP1ドメインと血管内皮細胞表面タンパク質との結合を網羅的に探索した。さらに哺乳類細胞で発現させた組換えタンパク質を用いてSPR、プルダウンアッセイを行うことでタンパク質相互作用を検証することで新規なPfEMP1結合ヒトタンパク質を同定に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

熱帯熱マラリアは毎年40万人以上が死亡する重篤な感染症である。重症マラリアは昏睡・重症貧血等を合併した熱帯熱マラリアであり、高い致死率が問題となっている。成熟した原虫の寄生する赤血球が末梢血管壁に接着するシークエストレーションは、重症マラリアの発症に直接関与していると考えられている。そのためこの分子メカニズムを明らかにすることが重要である。本研究では感染赤血球表面の原虫タンパク質が認識する、新たなヒトタンパク質の探索に成功した。これは重症マラリア治療法の開発や、新規マラリアワクチンの開発などに発展できる成果である。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of a Novel RAMA/RON3 Rhoptry Protein Complex in Plasmodium falciparum Merozoites (2021)
  • 著者名/発表者名: Ito Daisuke、Chen Jun-Hu、Takashima Eizo、Hasegawa Tomoyuki、Otsuki Hitoshi、Takeo Satoru、Thongkukiatkul Amporn、Han Eun-Taek、Tsuboi Takafumi
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 巻: 10 ページ: 296-296
  • DOI: 10.3389/fcimb.2020.605367
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Characterization of a Plasmodium falciparum PHISTc protein, PF3D7_0801000, in blood- stage malaria parasites (2021)
  • 著者名/発表者名: Nagaoka Hikaru、Kanoi Bernard N.、Morita Masayuki、Nakata Takahiro、Palacpac Nirianne M.Q.、Egwang Thomas G.、Horii Toshihiro、Tsuboi Takafumi、Takashima Eizo
  • 雑誌名: Parasitology International 巻: 80 ページ: 102240-102240
  • DOI: 10.1016/j.parint.2020.102240
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Leveraging the wheat germ cell-free protein synthesis system to accelerate malaria vaccine development (2021)
  • 著者名/発表者名: Kanoi Bernard N.、Nagaoka Hikaru、Morita Masayuki、Tsuboi Takafumi、Takashima Eizo
  • 雑誌名: Parasitology International 巻: 80 ページ: 102224-102224
  • DOI: 10.1016/j.parint.2020.102224
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] PV1 Protein from Plasmodium falciparum Exhibits Chaperone-Like Functions and Cooperates with Hsp100s (2020)
  • 著者名/発表者名: Hakamada Kazuaki、Nakamura Manami、Midorikawa Rio、Shinohara Kyosuke、Noguchi Keiichi、Nagaoka Hikaru、Takashima Eizo、Morishima Ken、Inoue Rintaro、Sugiyama Masaaki、Kawamoto Akihiro、Yohda Masafumi
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 21 号: 22 ページ: 8616-8616
  • DOI: 10.3390/ijms21228616
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dynamin 1 is important for microtubule organisation and stabilisation in glomerular podocytes (2020)
  • 著者名/発表者名: The Mon La , Tachibana, H., Li, S.A., Abe, T., Seiriki, S., Nagaoka, H., Takashima, E., Takeda, T., Ogawa, D., Makino, S., Asanuma, K., Watanabe, M., Tian, X., Ishibe, S., Sakane, A., Sasaki, T., Wada, J., Takei, K., Yamada, H.
  • 雑誌名: FASEB Journal 巻: 34 号: 12 ページ: 16449-16463
  • DOI: 10.1096/fj.202001240rr
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development and validation of serological markers for detecting recent Plasmodium vivax infection (2020)
  • 著者名/発表者名: Longley Rhea J.、White Michael T.、Takashima Eizo et al
  • 雑誌名: Nature Medicine 巻: 26 号: 5 ページ: 741-749
  • DOI: 10.1038/s41591-020-0841-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Antibodies against a short region of PfRipr inhibit Plasmodium falciparum merozoite invasion and PfRipr interaction with Rh5 and SEMA7A (2020)
  • 著者名/発表者名: Nagaoka Hikaru、Kanoi Bernard N.、Ntege Edward H.、Aoki Masamitsu、Fukushima Akihisa、Tsuboi Takafumi、Takashima Eizo
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1038/s41598-020-63611-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The malaria parasite Plasmodium falciparum in red blood cells selectively takes up serum proteins that affect host pathogenicity (2020)
  • 著者名/発表者名: Tougan Takahiro、Edula Jyotheeswara R.、Morita Masayuki、Takashima Eizo、Honma Hajime、Tsuboi Takafumi、Horii Toshihiro
  • 雑誌名: Malaria Journal 巻: 19 号: 1 ページ: 155-155
  • DOI: 10.1186/s12936-020-03229-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Global repertoire of human antibodies against Plasmodium falciparum RIFINs, SURFINs, and STEVORs in a malaria exposed population (2020)
  • 著者名/発表者名: Kanoi Bernard N.、Nagaoka Hikaru、Morita Masayuki、White Michael T.、Palacpac Nirianne M.Q.、Ntege Edward H.、Balikagala Betty、Yeka Adoke、Egwang Thomas G.、Horii Toshihiro、Tsuboi Takafumi、Takashima Eizo
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: "" ページ: 1-12
  • DOI: 10.3389/fimmu.2020.00893
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] PfMSA180 is a novel Plasmodium falciparum vaccine antigen that interacts with human erythrocyte integrin associated protein (CD47) (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagaoka Hikaru、Sasaoka Chisa、Yuguchi Takaaki、Kanoi Bernard N.、Ito Daisuke、Morita Masayuki、Udomsangpetch Rachanee、Sattabongkot Jetsumon、Ishino Tomoko、Tsuboi Takafumi、Takashima Eizo
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 5923-5923
  • DOI: 10.1038/s41598-019-42366-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The N-Terminal Region of Plasmodium falciparum MSP10 Is a Target of Protective Antibodies in Malaria and Is Important for PfGAMA/PfMSP10 Interaction (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagaoka Hikaru、Kanoi Bernard N.、Jinoka Kana、Morita Masayuki、Arumugam Thangavelu U.、Palacpac Nirianne M. Q.、Egwang Thomas G.、Horii Toshihiro、Tsuboi Takafumi、Takashima Eizo
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 10 ページ: 2669-2669
  • DOI: 10.3389/fimmu.2019.02669
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Anti-MSP11 IgG inhibits Plasmodium falciparum merozoite invasion into erythrocytes in vitro (2019)
  • 著者名/発表者名: Tohmoto Tatsuhiro、Takashima Eizo、Takeo Satoru、Morita Masayuki、Nagaoka Hikaru、Udomsangpetch Rachanee、Sattabongkot Jetsumon、Ishino Tomoko、Torii Motomi、Tsuboi Takafumi
  • 雑誌名: Parasitology International 巻: 69 ページ: 25-29
  • DOI: 10.1016/j.parint.2018.10.012
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Comprehensive analysis of antibody responses to Plasmodium falciparum erythrocyte membrane protein 1 domains (2018)
  • 著者名/発表者名: Kanoi Bernard N.、Nagaoka Hikaru、Morita Masayuki、White Michael T.、Palacpac Nirianne M.Q.、Ntege Edward H.、Balikagala Betty、Yeka Adoke、Egwang Thomas G.、Horii Toshihiro、Tsuboi Takafumi、Takashima Eizo
  • 雑誌名: Vaccine 巻: 36 号: 45 ページ: 6826-6833
  • DOI: 10.1016/j.vaccine.2018.08.058
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 熱帯熱マラリア原虫 MSP10の赤血球侵入におけるメカニズムの解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 長岡ひかる、カノイ バーナード、神岡花奈、森田将之、ニリアン パラクパック、堀井俊宏、坪井敬文、高島英造
  • 学会等名: 第89回日本寄生虫学会大会、帯広市、誌上開催、5/30-31、2020
• [学会発表] 熱帯熱マラリア原虫メロゾイトのデンスグラニュール分子LSA3の性状解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 森田将之、 Jennison Charlie、石野智子、 O'Neill Matthew、Boddey Justin A.、高島英造、坪井敬文
  • 学会等名: 第89回日本寄生虫学会大会、帯広市、誌上開催、5/30-31、2020
• [学会発表] マンソン裂頭条虫由来plerocercoid immunosuppressive factorの分子クローニングとキャラクタリゼーション (2020)
  • 著者名/発表者名: 近藤陽子、伊藤大輔、蓼本早百合、伊丹菜菜瀬、西方修馬、高島英造、坪井敬文、福本宗嗣、大槻 均
  • 学会等名: 第89回日本寄生虫学会大会、帯広市、誌上開催、5/30-31、2020
• [学会発表] Identification of functional domains in Pfs230 based transmission blocking vaccines (2020)
  • 著者名/発表者名: 三浦憲豊、橘 真由美、高島英造、森田将之、長岡ひかる、Pham Thao、 Long Carole、 King Richter、鳥居本美、石野智子、坪井敬文
  • 学会等名: 第89回日本寄生虫学会大会、帯広市、誌上開催、5/30-31、2020
• [学会発表] 熱帯熱マラリア発症阻止に関連する感染赤血球表面抗原のゲノム網羅的免疫スクリーニング (2020)
  • 著者名/発表者名: 高島英造、カノイ バーナード、長岡ひかる、パラックパック ニリアン、堀井俊宏、坪井敬文
  • 学会等名: 第89回日本寄生虫学会大会、帯広市、誌上開催、5/30-31、2020
• [学会発表] 三日熱マラリアヒプノゾイト保有者の血清診断マーカーの開発と検証 (2020)
  • 著者名/発表者名: 坪井敬文、高島英造、森田将之、 Longley Rhea、 White Michael、Harbes Matthias、 Ding Xavier、 Mueller Ivo
  • 学会等名: 第89回日本寄生虫学会大会、帯広市、誌上開催、5/30-31、2020
• [学会発表] 新規マラリアワクチン候補GAMAに対する侵入阻害抗体の作製 (2020)
  • 著者名/発表者名: 開曾我郁弥、徳永聡、小澤龍彦、長岡ひかる、高島英造、岸裕幸、村口篤、坪井敬文、 澤崎達也
  • 学会等名: 第61回 日本生化学会中国・四国支部例会 7/13-20、2020
• [学会発表] Genome-scale analysis of naturally acquired antibody responses to PfEMP1 domains (2020)
  • 著者名/発表者名: Kanoi BN, Nagaoka H, Morita M, White MT, Palacpac NMQ, Ntege EH, Balikagala B
  • 学会等名: U.S.-Japan Cooperative Medical Sciences Program (USJCMSP), The 50th Joint Conference on Parasitic Diseases, Matsuyama, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] Screening for background immunity to P. vivax malaria in volunteers (2019)
  • 著者名/発表者名: Takashima E, Tsuboi T
  • 学会等名: MIST (Malaria Infection Study in Thailand) Kick-off Meeting, Bangkok, Thailand,
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Defining naturally acquired antibody kinetics against Plasmodium vivax antigens in a region of low malaria transmission in western Thailand. (2019)
  • 著者名/発表者名: Liu Z, Takashima E, Harbers M, Tsuboi T, White M, Sattabongkot J, Longley R, Mueller I
  • 学会等名: 7th International Conference on Plasmodium vivax Research, Paris, France,
  • 国際学会
• [学会発表] Association between antibody responses to Plasmodium vivax and protection against clinical malaria in a longitudinal cohort of Papua New Guinean children. (2019)
  • 著者名/発表者名: Mazhari R, Kanoi BN, White M, Takashima E, Nagaoka H, Longley R, Tsuboi T, Mueller I
  • 学会等名: 7th International Conference on Plasmodium vivax Research, Paris, France,
  • 国際学会
• [学会発表] Comprehensive serological profiles of P. falciparum VSA and risk of febrile malaria in Uganda. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kanoi BN, Nagaoka H, Palacpac NMQ, White MT, Morita M, Ntege EH, Balikagala B, Yeka A, Egwang TG, Horii T, Tsuboi T, Takashima E.
  • 学会等名: The 17th Protein Island Matsuyama (PIM) International Symposium, Matsuyama, Japan
  • 国際学会
• [学会発表] The N-terminal region of Plasmodium falciparum MSP10 is important for PfGAMA/MSP10 interaction and is a target of protective antibodies. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagaoka H, Kanoi BN, Jinoka K, Morita M, Arumugam TU, Palacpac NMQ, Egwang TG, Horii T, Tsuboi T, Takashima E
  • 学会等名: ASTMH 68th annual meeting, Washington DC, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Human antibody repertoires to RIFINs and STEVORs associate with reduced risk to febrile malaria. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kanoi BN, Nagaoka H, Palacpac NMQ, White MT, Morita M, Ntege EH, Balikagala B, Yeka A, Egwang TG, Horii T, Tsuboi T, Takashima E
  • 学会等名: ASTMH 68th annual meeting, Washington DC, USA
  • 国際学会
• [学会発表] Naturally acquired antibody responses to PfEMP1 domains reveal potential protective targets of immunity in malaria (2018)
  • 著者名/発表者名: Kanoi BN, Nagaoka H, Morita M, White MT, Palacpac NMQ, Ntege EH, Balikagala B, Yeka A, Egwang TG, Horii T, Tsuboi T, Takashima E
  • 学会等名: 14th International Congress of Parasitology, Daegu City, Korea, August 19-24, 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Post-genomic strategies for the identification of novel blood-stage vaccine candidates with wheat germ cell-free system. (2018)
  • 著者名/発表者名: Takashima E
  • 学会等名: 14th International Congress of Parasitology, Daegu City, Korea, August 19-24, 2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Comprehensive analysis of antibody responses to full-length PfEMP1 domains (2018)
  • 著者名/発表者名: Takashima E, Kanoi BN, Nagaoka H, Morita M, White MT, Palacpac NMQ, Ntege EH, Balikagala B, Yeka A, Egwang TG, Horii T, Tsuboi T.
  • 学会等名: ASTMH 67th annual meeting, New Orleans, USA, October 28-November 1, 2018.
  • 国際学会
• [学会発表] 無細胞タンパク質ライブラリーによる次世代マラリア研究 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高島英造
  • 学会等名: シンポジウム：寄生の生化学、第91回日本生化学会大会、京都市、9/24-26、2018。
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] マラリア研究部門HP
  • URL: http://www.pros.ehime-u.ac.jp/malaria/
• [備考] 愛媛大学 プロテオサイエンスセンター マラリア研究部門
  • URL: http://www.pros.ehime-u.ac.jp/malaria/
• [備考] 愛媛大学プロテオサイエンスセンター マラリア研究部門
  • URL: http://www.pros.ehime-u.ac.jp/malaria/