肝蛭の宿主体内における酸素濃度依存的なエネルギー代謝の転換

• 研究課題/領域番号: 19K15996
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分42020:獣医学関連
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 関 まどか 岩手大学, 農学部, 助教 (20700488)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 肝蛭 / 人獣共通感染症 / ミトコンドリア呼吸鎖 / 薬剤標的 / 獣医学 / 寄生虫 / ミトコンドリア

研究開始時の研究の概要

肝蛭症は世界各地で広く発生する人獣共通感染性の吸虫症で、畜産業に与える経済被害は吸虫類の中で最大である。外界に生息する幼虫のミトコンドリア呼吸鎖では、宿主と同様の酸素を消費する酸素呼吸によりエネルギーが産生されていると予想される。一方、胆管に寄生する成虫では低酸素環境に適応したフマル酸呼吸が作動していることが、申請者の最近の研究成果により明らかになった。そこで本研究では、宿主体内への寄生による酸素濃度の劇的な変化に応じて、肝蛭のミトコンドリア呼吸鎖の生化学的特性がどのように変動するかを解析する。

研究成果の概要

肝蛭症は世界各地で広く発生する人獣共通感染性の吸虫症で、畜産業に与える経済被害は吸虫類の中で最大である。本研究では、宿主体内への寄生による酸素濃度の劇的な変化に応じて、肝蛭のミトコンドリア呼吸鎖の生化学的特性がどのように変動するかを解析した。肝蛭の成虫では、低酸素環境に適応したフマル酸呼吸が作動していることが明らかになった。一方、幼虫では生息環境の酸素濃度に応じて酸素呼吸とフマル酸呼吸を切り替えることが判明し、低酸素環境の宿主体内では、薬剤標的としてフマル酸呼吸が極めて有望であることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、薬剤耐性肝蛭の出現が問題となっているため、新規薬剤の開発が求められている。宿主と異なる寄生虫独自の代謝系は格好の薬剤標的となるため、本研究成果は新規候補化合物の探索につながる重要な基盤情報になる。

研究成果

• [雑誌論文] Geographic origin of Explanatum explanatum (Creplin, 1847) Fukui, 1929 detected from domestic water buffaloes in Sri Lanka. (2021)
  • 著者名/発表者名: Thang TN, Sivakumar T, Kothalawala H, Silva SSP, Yokoyama N, Ichikawa-Seki M.
  • 雑誌名: Infect Genet Evol. 巻: 91 ページ: 104806-104806
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) using recombinant Fasciola cathepsin L1 for the diagnosis of human fasciolosis caused by Fasciola hepatica/gigantica hybrid type. (2021)
  • 著者名/発表者名: Sugiyama T, Ichikawa-Seki M, Sato H, Kounosu A, Tanaka M, Maruyama H
  • 雑誌名: Parasitology International 巻: 82 ページ: 102311-102311
  • DOI: 10.1016/j.parint.2021.102311
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular characterization and phylogenetic analyses of Fasciola gigantica of buffaloes and goats in Punjab, Pakistan. (2021)
  • 著者名/発表者名: Rehman ZU, Tashibu A, Tashiro M, Rashid I, Ali Q, Zahid O, Ashraf K, Shehzad W, Chaudhry U, Ichikawa-Seki M.
  • 雑誌名: Parasitol Int. 巻: 82 ページ: 102288-102288
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular detection of filarial nematode parasites in Japanese black bears (<i>Ursus thibetanus japonicus</i>) from Iwate Prefecture, Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Masatani T, Kojima I, Tashiro M, Yamauchi K, Fukui D, Ichikawa-Seki M, Harasawa R.
  • 雑誌名: Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 83 号: 2 ページ: 208-213
  • DOI: 10.1292/jvms.20-0466
  • NAID: 130007990714
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular characterization and phylogenetic analysis of Fasciola hepatica from high- plateau and steppe areas in Algeria. (2021)
  • 著者名/発表者名: Laatamna AE, Tashiro M, Zokbi Z, Chibout Y, Megrane S, Mebarka F, Ichikawa-Seki M.
  • 雑誌名: Parasitol Int. 巻: 80 ページ: 102234-102234
  • DOI: 10.1016/j.parint.2020.102234
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Seroprevalence of fasciolosis in Hokkaido sika deer (Cervus nippon yesoensis) from Hokkaido Prefecture, Japan revealed by ELISA using recombinant cathepsin L1. (2021)
  • 著者名/発表者名: Seroprevalence of fasciolosis in Hokkaido sika deer (Cervus nippon yesoensis) from Hokkaido Prefecture, Japan revealed by ELISA using recombinant cathepsin L1. Sato H, Hiraya H, Sugiyama T, Fukumoto S, Matsuyama R, Yanagawa Y, Nakao R, Irie T, Taira K, Yamazaki A, Hagiwara K, Yoshida A, Kamata Y, Ichikawa-Seki M.
  • 雑誌名: Parasitol Int. 巻: 80 ページ: 102222-102222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic diversity and distribution of Fasciola hepatica haplotypes in Iran: Molecular and phylogenetic studies (2020)
  • 著者名/発表者名: Bozorgomid Arezoo、Rouhani Soheila、Harandi Majid Fasihi、Ichikawa-Seki Madoka、Raeghi Saber
  • 雑誌名: Veterinary Parasitology: Regional Studies and Reports 巻: 19 ページ: 100359-100359
  • DOI: 10.1016/j.vprsr.2019.100359
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Which species is in the faeces at a time of global livestock movements: single nucleotide polymorphism genotyping assays for the differentiation of Fasciola spp. (2020)
  • 著者名/発表者名: Calvani Nichola Eliza Davies、Ichikawa-Seki Madoka、Bush Russell David、Khounsy Syseng、?lapeta Jan
  • 雑誌名: International Journal for Parasitology 巻: 50 号: 2 ページ: 91-101
  • DOI: 10.1016/j.ijpara.2019.12.002
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Genetic diversity of Fasciola hepatica in Spain and Peru (2020)
  • 著者名/発表者名: Thang Tran Nhat、V?zquez-Prieto Severo、Vilas Rom?n、Paniagua Esperanza、Ubeira Florencio M.、Ichikawa-Seki Madoka
  • 雑誌名: Parasitology International 巻: 76 ページ: 102100-102100
  • DOI: 10.1016/j.parint.2020.102100
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Development of CpGP15 recombinant antigen of Cryptosporidium parvum for detection of the specific antibodies in cattle (2019)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa-Seki Madoka、Fereig Ragab M.、Masatani Tatsunori、Kinami Aiko、Takahashi Yoko、Kida Katsuya、Nishikawa Yoshifumi
  • 雑誌名: Parasitology International 巻: 69 ページ: 8-12
  • DOI: 10.1016/j.parint.2018.10.013
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular analysis reveals expansion of Fasciola hepatica distribution from Afghanistan to China (2019)
  • 著者名/発表者名: Thang Tran Nhat、Hakim Hakimullah、Rahimi Raihana Royan、Ichikawa-Seki Madoka
  • 雑誌名: Parasitology International 巻: 72 ページ: 101930-101930
  • DOI: 10.1016/j.parint.2019.101930
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Genetic Characterization of Cambodian Fasciola gigantica and Dispersal Direction of the Species in Asia (2019)
  • 著者名/発表者名: Loeurng Vandara、Ichikawa-Seki Madoka、Wannasan Anchalee、Sothyra Tum、Chaisowwong Warangkhana、Tiwananthagorn Saruda
  • 雑誌名: Veterinary Parasitology 巻: 273 ページ: 45-51
  • DOI: 10.1016/j.vetpar.2019.07.013
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Specific increase of Fusobacterium in the faecal microbiota of neonatal calves infected with Cryptosporidium parvum (2019)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa-Seki Madoka、Motooka Daisuke、Kinami Aiko、Murakoshi Fumi、Takahashi Yoko、Aita Junya、Hayashi Kei、Tashibu Atsushi、Nakamura Shota、Iida Tetsuya、Horii Toshihiro、Nishikawa Yoshifumi
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 12517-12517
  • DOI: 10.1038/s41598-019-48969-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 南アフリカのカバから得られた双口吸虫の形態学的・分子学的解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 池内葵，近藤大輔，Halajian Al，J. Luus-Powell Wilmien，関まどか
  • 学会等名: 南アフリカのカバから得られた双口吸虫の形態学的・分子学的解析. 第89回日本寄生虫学会大会
• [学会発表] Fasciola属における新規種鑑別DNAマーカーの確立. (2020)
  • 著者名/発表者名: 岡本衣美，田代みちよ，Tran Nhat Thang，関まどか
  • 学会等名: 第89回日本寄生虫学会大会
• [学会発表] 組み換えCathepsinL1を抗原としたELISAによるヒト肝蛭症の血清診断 (2020)
  • 著者名/発表者名: 杉山琢俊，佐藤浩庸，関まどか，黒木美香，丸山治彦
  • 学会等名: 第89回日本寄生虫学会大会