吸血昆虫の腸内フローラは病原体媒介能を決定する因子になるのか？

• 研究課題/領域番号: 18K19460
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分49:病理病態学、感染・免疫学およびその関連分野
• 研究機関: 自治医科大学
• 研究代表者: 加藤 大智 自治医科大学, 医学部, 教授 (00346579)
• 研究分担者: 崔 龍洙 自治医科大学, 医学部, 教授 (50306932) ; 渡邊 真弥 自治医科大学, 医学部, 准教授 (60614956) ; 山本 大介 自治医科大学, 医学部, 講師 (90597189) ; 水島 大貴 自治医科大学, 医学部, 助教 (50843455)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 吸血昆虫 / 腸内フローラ / サシチョウバエ / ハマダラカ / リーシュマニア / マラリア / リーシュマニア原虫 / マラリア原虫 / 病原体媒介

研究成果の概要

本研究では、吸血昆虫の中腸の環境形成に重要な役割を担う腸内フローラが、病原体の生存・発育に影響を及ぼし、吸血昆虫の病原体媒介能を決定する因子となるのかについて検討した。1）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フローラを比較解析し、サシチョウバエの生息地域と腸内フローラの相関について明らかにすることができた。2）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フローラを経時的に比較解析したところ、希少糖投与群でいくつかのユニークな腸内細菌の増殖が確認された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

病原体と媒介昆虫との関係は“種レベル”で規定されると考えられている。しかしながら、病原体を媒介する昆虫種が分布しているにも関わらず、感染症が流行していない地域は多く存在する。本研究は、吸血昆虫の病原体媒介能は種レベルで規定されるだけではなく、それに加えて『何らかの因子』も関与していると考え、吸血昆虫の腸内フローラに着目して研究を行った。本研究および今後の研究を通して吸血昆虫の腸内フローラが病原体媒介能に与える影響を解明することで、吸血昆虫による病原体媒介機構に新たな概念を提唱することが期待され、吸血昆虫の腸内フローラを標的とした新たな感染症制御戦略の構築につながることが期待される。

研究成果

• [国際共同研究] National Institutes of Health(米国)
• [国際共同研究] Universidad Catolica de Guayaquil(エクアドル)
• [国際共同研究] Instituto Nacional de Salud(ペルー)
• [国際共同研究] カトリカ大学(エクアドル)
• [国際共同研究] サンマルコス大学(ペルー)
• [雑誌論文] A prospective mechanism and source of cholesterol uptake by Plasmodium falciparum-infected erythrocytes co-cultured with HepG2 cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Eri H Hayakawa, Hirotomo Kato, Glenn A Nardone, Jiro Usukura
  • 雑誌名: Parasitology International 巻: 80 ページ: 102179-102179
  • DOI: 10.1016/j.parint.2020.102179
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] First molecular identification of Leishmania major in Phlebotomus papatasi in an outbreak cutaneous leishmaniasis area in Iraq (2021)
  • 著者名/発表者名: Al-Bajalan Mariwan M.M.、Niranji Sherko S.、Al-Jaf Sirwan M.、Kato Hirotomo
  • 雑誌名: Acta Tropica 巻: 215 ページ: 105807-105807
  • DOI: 10.1016/j.actatropica.2020.105807
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Prevalence of Genetically Complex Leishmania Strains With Hybrid and Mito-Nuclear Discordance (2021)
  • 著者名/発表者名: Kato Hirotomo、Caceres Abraham G.、Gomez Eduardo A.、Tabbabi Ahmed、Mizushima Daiki、Yamamoto Daisuke S.、Hashiguchi Yoshihisa
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 巻: 11 ページ: 625001-625001
  • DOI: 10.3389/fcimb.2021.625001
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Salivary gland transcriptome of the Asiatic Triatoma rubrofasciata (2020)
  • 著者名/発表者名: Mizushima Daiki、Tabbabi Ahmed、Yamamoto Daisuke S.、Kien Le Trung、Kato Hirotomo
  • 雑誌名: Acta Tropica 巻: 210 ページ: 105473-105473
  • DOI: 10.1016/j.actatropica.2020.105473
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Transcriptome data on salivary lipocalin family of the Asiatic Triatoma rubrofasciata (2020)
  • 著者名/発表者名: Mizushima Daiki、Tabbabi Ahmed、Yamamoto Daisuke S.、Kien Le Trung、Kato Hirotomo
  • 雑誌名: Data in Brief 巻: 30 ページ: 105647-105647
  • DOI: 10.1016/j.dib.2020.105647
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Case Report: Successful Treatment with Miltefosine of Severe New World Mucosal Leishmaniasis Caused by Leishmania guyanensis (2020)
  • 著者名/発表者名: Calvopina Manuel、Jijon Sara、Serrano Esteban、Kato Hirotomo
  • 雑誌名: The American Journal of Tropical Medicine and Hygiene 巻: 103 号: 2 ページ: 752-755
  • DOI: 10.4269/ajtmh.19-0867
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Nuclear and kinetoplast DNA analyses reveal genetically complex Leishmania strains with hybrid and mito-nuclear discordance in Peru (2020)
  • 著者名/発表者名: Tabbabi Ahmed、Caceres Abraham G.、Bustamante Chauca T. Pershing、Seki Chisato、Choochartpong Yanisa、Mizushima Daiki、Yamamoto Daisuke S.、Hashiguchi Yoshihisa、Kato Hirotomo
  • 雑誌名: PLOS Neglected Tropical Diseases 巻: 14 号: 10 ページ: e0008797-e0008797
  • DOI: 10.1371/journal.pntd.0008797
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Leishmaniasis mucocutanea resistente al antimoniato de meglumina en pacientes pediatricas en Ecuador (2020)
  • 著者名/発表者名: Aldaz Naranjo Maria Isabel、Rosero Carla、Romero Luz、Guevara Angel、Torres Margarita、Kato Hirotomo
  • 雑誌名: Piel 巻: 35 号: 10 ページ: 626-626
  • DOI: 10.1016/j.piel.2020.01.008
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Diagnosis by molecular pathology of an early and atypical histoplasmosis lesion in the duodenum of an immunocompromised patient: A case report (2020)
  • 著者名/発表者名: Sumiyoshi Sayoko、Tanaka Shinichi、Kato Hirotomo、Takagi Kohji、Minamisaka Takashi、Noguchi Akira、Nakajima Takahiko、Imura Johji
  • 雑誌名: Biomedical Reports 巻: 14 号: 1 ページ: 1-1
  • DOI: 10.3892/br.2020.1382
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparative Analysis of Bacterial Communities in Lutzomyia ayacuchensis Populations with Different Vector Competence to Leishmania Parasites in Ecuador and Peru (2020)
  • 著者名/発表者名: Tabbabi Ahmed、Watanabe Shinya、Mizushima Daiki、Caceres Abraham G.、Gomez Eduardo A、Yamamoto Daisuke S.、Cui Longzhu、Hashiguchi Yoshihisa、Kato Hirotomo
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 9 号: 1 ページ: 68-68
  • DOI: 10.3390/microorganisms9010068
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 新大陸のサシチョウバエについて (2020)
  • 著者名/発表者名: 加藤大智
  • 雑誌名: 有害生物 巻: 17 ページ: 61-70
• [雑誌論文] Anthropophilic phlebotomine sand fly Lutzomyia species and search for the natural Leishmania infections in an area endemic for cutaneous leishmaniasis in Ecuador (2020)
  • 著者名/発表者名: Hashiguchi Yoshihisa、Gomez Eduardo A.、Velez Lenin N.、Villegas Nancy V.、Kubo Makoto、Mimori Tatsuyuki、Hashiguchi Kazue、Kato Hirotomo
  • 雑誌名: Acta Tropica 巻: 203 ページ: 105287-105287
  • DOI: 10.1016/j.actatropica.2019.105287
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Natural Leishmania (Leishmania) mexicana infection and biting activity of anthropophilic sand fly Lutzomyia ayacuchensis in the Ecuadorian Andes (2020)
  • 著者名/発表者名: Hashiguchi Yoshihisa、Hashiguchi Kazue、Zambrano Flavio C.、Parraga Francisco D.、Martillo Viriginia P.、Torres Edison X.、Velez Lenin N.、Villegas Nancy V.、Gomez Eduardo A.、Kato Hirotomo
  • 雑誌名: Acta Tropica 巻: 203 ページ: 105321-105321
  • DOI: 10.1016/j.actatropica.2019.105321
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Leucine-Rich Repeat Kinase 2 Controls Inflammatory Cytokines Production through NF-κB Phosphorylation and Antigen Presentation in Bone Marrow-Derived Dendritic Cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Kubo Makoto、Nagashima Ryuichi、Kurihara Mitsue、Kawakami Fumitaka、Maekawa Tatsunori、Eshima Koji、Ohta Etsuro、Kato Hirotomo、Obata Fumiya
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 21 号: 5 ページ: 1890-1890
  • DOI: 10.3390/ijms21051890
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] サシチョウバエ唾液の生理活性 (2019)
  • 著者名/発表者名: Kato Hirotomo
  • 雑誌名: 衛生動物 巻: 70 号: 3 ページ: 133-136
  • DOI: 10.7601/mez.70.133
  • NAID: 130007733287
  • ISSN: 0424-7086, 2185-5609
  • 年月日: 2019-09-25
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] PCR-RFLP analyses of Leishmania species causing cutaneous and mucocutaneous leishmaniasis revealed distribution of genetically complex strains with hybrid and mito-nuclear discordance in Ecuador (2019)
  • 著者名/発表者名: Kato Hirotomo、Gomez Eduardo A.、Seki Chisato、Furumoto Hayato、Martini-Robles Luiggi、Muzzio Jenny、Calvopina Manuel、Velez Lenin、Kubo Makoto、Tabbabi Ahmed、Yamamoto Daisuke S.、Hashiguchi Yoshihisa
  • 雑誌名: PLOS Neglected Tropical Diseases 巻: 13 号: 5 ページ: e0007403-e0007403
  • DOI: 10.1371/journal.pntd.0007403
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A synthetic male-specific sterilization system using the mammalian pro-apoptotic factor in a malaria vector mosquito (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Daisuke S.、Sumitani Megumi、Kasashima Katsumi、Sezutsu Hideki、Matsuoka Hiroyuki、Kato Hirotomo
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 8160-8160
  • DOI: 10.1038/s41598-019-44480-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Further insight into the geographic distribution of Leishmania species in Peru by cytochrome b and mannose phosphate isomerase gene analyses (2019)
  • 著者名/発表者名: Kato H, Caceres AG, Seki C, Silupu Garcia CR, Holguin Mauricci C, Castro Martinez SC, Moreno Paico D, Castro Muniz JL et al.,
  • 雑誌名: PLOS Neglected Tropical Diseases 巻: 13 号: 6 ページ: e0007496-e0007496
  • DOI: 10.1371/journal.pntd.0007496
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Palm-size and one-inch gel electrophoretic device for reliable and field-applicable analysis of recombinase polymerase amplification (2019)
  • 著者名/発表者名: H. Rathore, R. Biyani, H. Kato, Y. Takamura, M. Biyani
  • 雑誌名: Anal. Methods 巻: 11 号: 39 ページ: 4953-5072
  • DOI: 10.1039/c9ay01476d
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Loop-mediated isothermal amplification (LAMP): An advanced molecular point-of-care technique for the detection of Leishmania infection (2019)
  • 著者名/発表者名: Nzelu Chukwunonso O.、Kato Hirotomo、Peters Nathan C.
  • 雑誌名: PLOS Neglected Tropical Diseases 巻: 13 号: 11 ページ: e0007698-e0007698
  • DOI: 10.1371/journal.pntd.0007698
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Autochthonous cutaneous leishmaniasis in urban domestic animals (Felis catus / Canis lupus familiaris) from central-western Venezuela. (2019)
  • 著者名/発表者名: Paniz Mondolfi AE, Colmenares Garmendia A, Mendoza Perez Y, Hernandez-Pereira CE, Medina C, Vargas F, Sandoval D, Aguero J, Roman D, Forlano-Riera M, Salas Y, Peraza M, Romero P, Aldana F, Castillo T, Santeliz S, Perez G, Suarez-Alvarado MJ, Morales-Panza RJ, Kato H
  • 雑誌名: Acta Trop. 巻: 191 ページ: 252-260
  • DOI: 10.1016/j.actatropica.2019.01.006
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Venezuela’s humanitarian crisis, resurgence of vector-borne diseases, and implications for spillover in the region (2019)
  • 著者名/発表者名: Grillet ME, Hernandez-Villena JV, Llewellyn MS, Paniz-Mondolfi AE, TamiA et al.
  • 雑誌名: Lancet Infect Dis. 巻: 印刷中 号: 5 ページ: e149-e161
  • DOI: 10.1016/s1473-3099(18)30757-6
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Leishmaniasis caused by Leishmania (Viannia) guyanensis in north-central Pacific region of Ecuador: A clinico-epidemiological feature. (2018)
  • 著者名/発表者名: Gomez EA, Kato H, Edison X. Torres-Romero EX, Velez LN, Villegas NV, Martillo VP, Zambrano FC, Kubo M, Hashiguchi K, Hashiguchi Y.
  • 雑誌名: Acta Trop. 巻: 185 ページ: 204-211
  • DOI: 10.1016/j.actatropica.2018.05.016
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular mass-screening for vector research on leishmaniasis (2018)
  • 著者名/発表者名: Kato H, Caceres AG, Gomez EA, Hashiguchi Y
  • 雑誌名: J Integrated Omics. 巻: 8 号: 3 ページ: 15-16
  • DOI: 10.5584/jiomics.v8i3.270
  • オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] アジアに分布する吸血性サシガメTriatoma rubrofasciataの唾液腺トランスクリプトーム解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 加藤大智、水島大貴、Ahmed Tabbabi、山本大介、角田隆、Le Trung Kien
  • 学会等名: 第72回 日本衛生動物学会
• [学会発表] ハマダラカにおける性分化遺伝子の制御を受ける中腸遺伝子の解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 山本大介、炭谷めぐみ、加藤大智
  • 学会等名: 第72回 日本衛生動物学会
• [学会発表] 赤内期熱帯熱マラリア原虫のコレステロールの取り込み機構と膜のリサイクリングについての解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 早川枝李、加藤大智、Nardone Glenn、 臼倉治郎
  • 学会等名: 第89回日本寄生虫学会大会
• [学会発表] リーシュマニア症診断のための高感度な赤血球凝集反応の開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 誠、Lalindi De Silva、Upeksha Rathnapala、Thishan C. Yahathugoda、高木秀和、長岡史晃、加藤大智
  • 学会等名: 第89回日本寄生虫学会大会
• [学会発表] PCR-RFLP法を用いたエクアドルに分布するリーシュマニア原虫種の同定と、それによって明らかになった種間交雑株の分布 (2020)
  • 著者名/発表者名: 加藤大智、Eduardo A. Gomez、関千里、Ahmed Tabbabi、山本大介、橋口義久
  • 学会等名: 第89回日本寄生虫学会大会
• [学会発表] The diagnostic capabilities of an in-house ELISA method in the diagnosis of cutaneous leishmaniasis caused by Leishmania donovani in Hambantota district, Sri Lanka (2020)
  • 著者名/発表者名: De Silva NL, De Silva VNH, Deerasinghe ATH, Kato H, Itoh M, Takagi H, Weerasooriya MV and Yahathugoda TC
  • 学会等名: ASTMH Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 新大陸のサシチョウバエについて (2020)
  • 著者名/発表者名: 加藤大智
  • 学会等名: 第35回有生研フォーラム
  • 招待講演
• [学会発表] 性分化遺伝子の制御を受けるハマダラカ血液消化関連遺伝子の探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山本大介、炭谷めぐみ、加藤大智
  • 学会等名: 第55回日本節足動物発生学会
• [学会発表] サシチョウバエ唾液の生理活性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 加藤大智
  • 学会等名: 第71回日本衛生動物学会
  • 招待講演
• [学会発表] Development of Malaria Automatic Diagnosis System. -Evaluation by Appling the Deep Learning Method- (2019)
  • 著者名/発表者名: Waon Haraguchi, Akihiko Hanafusa, Eri Hayakawa, Hirotomo Kato
  • 学会等名: 2nd Americas Conference on Medical Imaging and Clinical Research
  • 国際学会
• [学会発表] ハマダラカ雌におけるdoublesex欠損の吸血・血液消化への影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山本大介、炭谷めぐみ、加藤大智
  • 学会等名: 第90回日本動物学会
• [学会発表] Observation of cholesterol sorting in P. falciparum-erythrocytes by 3D label-free Holotomographic imaging (2019)
  • 著者名/発表者名: Eri H. Hayakawa , Glenn Nardone , Kentaro Yamaguchi , Hiroyuki Matsuoka, Hirotomo Kato, Masahiro Mori, Jiro Usukura
  • 学会等名: American Society for Cell Biology (ASCB) 58th Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] マラリア自動診断システムの開発 ―ディープラーニングによる適用評価― (2019)
  • 著者名/発表者名: 原口和音，花房昭彦，早川枝李，加藤大智
  • 学会等名: 第28回日本コンピュータ外科学会大会
• [学会発表] PCR-RFLP法を用いたエクアドルに分布するリーシュマニア原虫種の同定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 加藤大智、Eduardo A. Gomez、関千里、Ahmed Tabbabi、山本大介、橋口義久
  • 学会等名: 第79回日本寄生虫学会東日本支部大会
• [学会発表] ペルー共和国におけるリーシュマニア原虫の地理的分布 (2019)
  • 著者名/発表者名: 加藤大智、Abraham G. Caceres、関千里、久保誠、Ahmed Tabbabi、山本大介、橋口義久
  • 学会等名: 第60回日本熱帯医学会
• [学会発表] 雌型DSXノックアウトハマダラカの中腸における遺伝子転写産物の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山本大介、炭谷めぐみ、加藤大智
  • 学会等名: 第63回日本応用動物昆虫学会
• [学会発表] マラリア自動診断システムの開発 ― ディープラーニングによる適用評価 ― (2019)
  • 著者名/発表者名: 原口 和音、花房 昭彦、早川枝李、加藤 大智
  • 学会等名: 第28回ライフサポート学会 フロンティア講演会
• [学会発表] Trypanosoma cruzi媒介サシガメPanstrongylus chinaiの唾液腺遺伝子転写産物の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 加藤大智、Ryan C. Jochim、Eduardo A. Gomez、Jesus G. Valenzuela、橋口義久
  • 学会等名: 第87回日本寄生虫学会
• [学会発表] 熱帯熱マラリア原虫と肝細胞の共培養系におけるコレステロール輸送の薬剤感受性に関する解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 早川枝李、加藤大智、松岡裕之、森雅博
  • 学会等名: 第87回日本寄生虫学会
• [学会発表] ハマダラカにおけるdoublesex遺伝子ノックアウト (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本大介、炭谷めぐみ、畠山正統、加藤大智
  • 学会等名: 第62回応用動物昆虫学会
• [学会発表] 吸血性サシガメPanstrongylus chinaiの唾液腺遺伝子転写産物の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 加藤大智、Ryan C. Jochim、Eduardo A. Gomez、Jesus G. Valenzuela、橋口義久
  • 学会等名: 第70回日本衛生動物学会大会
• [学会発表] ハマダラカにおける性分化遺伝子をノックアウトした系統の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本大介、炭谷めぐみ、加藤大智
  • 学会等名: 第70回日本衛生動物学会大会
• [学会発表] ステフェンスハマダラカ doublesexホモログの雌特異的アイソフォーム欠損系統の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本大介、炭谷めぐみ、加藤大智
  • 学会等名: 日本節足動物発生学会大会
• [学会発表] Molecular mass-screening for vector research on leishmaniasis (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirotomo Kato, Abraham G. Caceres, Eduardo A. Gomez, Yoshihisa Hashiguchi
  • 学会等名: Leishmaniasis2018
  • 国際学会
• [学会発表] Biosensing of Leishmaniasis using FTA card as Direct Sampling Tool for Recombinase Polymerase Amplification (2018)
  • 著者名/発表者名: Himankshi Rathore, Hirotomo Kato, Yuzuru Takamura, Manish Biyani
  • 学会等名: 9th ISAJ Symposium
• [図書] Mucosal Vaccine for Parasitic Infections, In: Mucosal Vaccines: Innovation for Preventing Infectious Diseases, Pascual DW, Kiyono H. (Ed) (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirotomo Kato
  • 総ページ数: 14
  • 出版者: Elsevier
  • ISBN: 9780128119242
• [図書] Mucosal Vaccine for Parasitic Infections、Mucosal Vaccines: Innovation for Preventing Infectious Diseases (2019)
  • 著者名/発表者名: Kato H
  • 総ページ数: 480
  • 出版者: Elsevier
  • ISBN: 9780128119242
• [備考] http://www.jichi.ac.jp/idoubutsu/indexTJ2.html
• [備考] 自治医科大学 感染・免疫学講座 医動物学部門
  • URL: http://www.jichi.ac.jp/idoubutsu/indexTJ2.html