感受性責任遺伝子探索による多包虫症の寄生体・宿主相互作用の分子機序の解明

• 研究課題/領域番号: 20K06407
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分42020:獣医学関連
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 安居院 高志 北海道大学, 獣医学研究院, 名誉教授 (00212457)
• 研究分担者: 野中 成晃 北海道大学, 獣医学研究院, 教授 (50281853) ; 森松 正美 北海道大学, 獣医学研究院, 教授 (70241370) ; 八木 欣平 北海道立衛生研究所, その他部局等, 研究職員 (70414323)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: エキノコックス / 原頭節 / マウス / コンジェニック / 第1染色体 / コンジェニックマウス / 責任遺伝子 / 責任遺伝子存在領域 / リンケージ解析 / 網羅的遺伝子解析

研究開始時の研究の概要

申請者らはすでに責任遺伝子が存在すると思われる領域（30 cM (centi Morgan)）を入れ替えたコンジェニックマウスを作製するに至っている。マウスゲノムデータベースよりこの領域に存在する遺伝子は316個である。本研究では2つのストラテジーを駆使し316個の遺伝子の中から責任遺伝子を同定する。同定された遺伝子はその遺伝子型を入れ替えたマウスをゲノム編集により作製し証明する。この遺伝子が同定されることで、多包虫と中間宿主との寄生体・宿主相互作用の分子機序が解明されることが期待される。更にはこれらの分子を活性または抑制する薬物を開発することで、ヒト及び家畜の多包虫症の特効薬の開発に繋がることが期待される。

研究実績の概要

本研究は多包虫（エキノコックス）感染において嚢胞内に原頭節を有する感受性の系統（DBA/2 (D2) ）と原頭節を有さない抵抗性の系統（C57BL/6 (B6)）が存在することから、原頭節の有無を制御している原因を明らかにすることである。一昨年度までにB6を遺伝的背景にD2由来の染色体断片に入れ替えた（サブ）コンジェニックマウスを用いてエキノコックス感染実験を行った結果、責任遺伝子の存在領域を3.3 cMまで狭めることができ、更にこの領域に存在する55個の遺伝子について、データベース及び我々が他の研究費で行ったRNAseqによりSNSの有無を解析したところ1つの候補遺伝子が検出された。
しかしながら、サブコンジェニックマウスを用いた感染実験において、B6マウスにおけるD2マウス由来染色体に置換された部分が小さくなるに従い、原頭節は形成されるものの原頭節の成熟度が遅れる傾向にあることが示唆された。そこで原頭節の形成の速度にこの領域の遺伝子が関与しているか否かを検討するために、一昨年度は３系統のD2由来遺伝子存在領域が異なる（サブ）コンジェニックマウス（第1世代、第2世代、第3世代）に同時にエキノコックスを感染させる実験を施行し、第2世代コンジェニックから第3世代コンジェニックが作製される際に削り取られたD2由来染色体領域の中に原頭節の成熟をコントロールする遺伝子が存在することが確認された。そこで昨年度はこの原因遺伝子の検討をおこなった。原因遺伝子候補として免疫や線維化に関する14遺伝子について親系統のB6及びD2、更に（サブ）コンジェニックの3系統の肝臓における発現量の系統差を調べた。その結果Tbx21にのみ発現量の違いが見られた。このことからTbx21が原頭節の形成速度に関与していることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

新型コロナ感染の拡大により研究室の使用、学生の出席などが制限を受けたため研究の施行に影響を受けた。更に、研究を進めた結果、研究開始当初には想定し
ていなかった原頭節の成熟をコントロールする新たな遺伝子の存在が示唆されたため、その確認を行うという新たな実験が必要となった。

今後の研究の推進方策

当初の目的であった原頭節の有無を決定する遺伝子について可能性のある遺伝子が1つ見つかったのでその検証を行う。