研究課題/領域番号 |
22KJ1203
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補助金の研究課題番号 |
22J12522 (2022)
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研究種目 |
特別研究員奨励費
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配分区分 | 基金 (2023) 補助金 (2022) |
応募区分 | 国内 |
審査区分 |
小区分49040:寄生虫学関連
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研究機関 | 東京医科歯科大学 |
研究代表者 |
窪田 理恵 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 特別研究員(PD)
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研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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配分額 *注記 |
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2023年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2022年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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キーワード | 熱帯熱マラリア原虫 / アルテミシニン / 薬剤耐性 |
研究開始時の研究の概要 |
現在、熱帯熱マラリア原虫の治療で広く使用されている抗マラリア薬であるアルテミシニンは、Kelch13遺伝子の変異によって耐性を獲得することが明らかとなっている。本研究では、Kelch13遺伝子の変異をもたないアルテミシニン耐性を示す臨床分離株を樹立することに成功したため、性状解析ならびに遺伝学的手法を用いて新規アルテミシニン耐性遺伝子の同定を行う。本研究成果は、アルテミシニン耐性機構の全貌解明を目的とする。
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研究実績の概要 |
本研究は、既知のアルテミシン遺伝子 (Kelch13)変異をもたない、アルテミシニンに強い耐性を示す原虫(アルテミシニン強耐性株)の新規アルテミシニン耐性遺伝子の同定し、薬剤耐性原虫対策に貢献することを目的とする。 本年度、アルテミシニン強耐性株の性状解析を行った。強耐性株はアルテミシニンだけではなく、パートナードラッグにも耐性を示し、多剤耐性原虫であることを明らかとなった。この原虫のアルテミシニン耐性を示す発育期はKelch13変異をもつ耐性株と同じ発育期であったが、この原虫にKelch13変異を導入したところ、アルテミシニンの耐性が増強されなかったことから、強耐性株のアルテミシニン耐性機構はKelch13変異由来耐性機構とは異なる可能性が示唆された。加えて、強耐性株とアルテミシニン感受性株およびKelch13変異アルテミシニン耐性株の全ゲノム塩基配列を同定しSNPs解析や、発育期ごとのトランスクリプトーム解析を進めている。 マラリア原虫人工染色体によるゲノムDNAスクリーニングを用いて新規薬剤耐性遺伝子同定するために、制限酵素による限定分解したDNA断片を人工染色体プラスミドに組み込んだゲノムDNAライブラリー構築を進めている。これまでに、ゲノムDNAライブラリーを原虫に遺伝子導入することで、どのくらい多種なインサートDNA配列をもつ原虫集団を一度の実験で作成できるか(DNA被覆率)を、長鎖DNA配列解析が可能なナノポアシークエンサーを用いることで算出することができたため、必要遺伝子導入数が判明した。今後は遺伝子導入を繰り返し行い、インサートDNA配列が強耐性株全ゲノムを被覆する原虫集団を作出し、アルテミシニンによる薬剤選択し、新規アルテミシニン候補遺伝子の同定を進める。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
アルテミシニン強耐性株の性状解析を行い、アルテミシニン以外にも耐性を示す多剤耐性原虫であった。この株のKelch13変異導入によって、アルテミシニン感受性が変わらなかったことから、この原虫のアルテミシニン耐性機構はKelch13変異由来耐性機構とは異なる可能性が高いことが明らかとなった。 ゲノムDNAライブラリー構築に関しては、原虫へのゲノムDNAライブラリーの一度の遺伝子導入により、どのくらいのDNA被覆率かを、計画当初はゲノムウォーキング法を使ってインサートDNA配列を同定し、算出することを予定していたが、ロングリードシークエンサーを用いることで簡単に算出することができ、遺伝子導入必要数が判明した。以上のことによりおおむねに順調に進展していると判断した。
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今後の研究の推進方策 |
アルテミシニン強耐性株と感受性株およびKelch13変異アルテミシニン耐性株の全ゲノム塩基配列を同定しSNPs解析、発育ステージごとのトランスクリプトーム解析を行い、アルテミシニン強耐性株を特徴付ける。ゲノムDNAライブラリー構築については、インサートDNA配列が強耐性株全ゲノム23Mbを被覆するために必要な遺伝子導入数が明らかとなった。今後遺伝子導入を繰り返し、インサートDNA配列が強耐性株全ゲノムを被覆する原虫集団を作出する。構築した原虫集団に対して、アルテミシニンを処理し、アルテミシニン耐性に関連する遺伝子をもつ原虫の選択を行い、新規アルテミシニン耐性遺伝子の同定を試みる。
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