肝内型マラリア原虫における脂質分子リクルート機構の解明

• 研究課題/領域番号: 22KJ2497
• 補助金の研究課題番号: 21J00663 (2021-2022)
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 基金 (2023); 補助金 (2021-2022)
• 応募区分: 国内
• 審査区分: 小区分42030:動物生命科学関連
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 福本 隼平 長崎大学, 長崎大学熱帯医学研究所, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2023-03-08 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 肝内期マラリア原虫 / 脂肪滴 / ホストハイジャック / マラリア / マラリア原虫 / 肝内期

研究開始時の研究の概要

ヒト病原体であるマラリア原虫は肝臓で爆発的に数を増やすことが知られている。肝内期原虫が急速に増加するためには、細胞膜成分として脂質分子を短期間で大量に必要とするが、原虫の脂質合成系だけでは必要量の脂質分子を供給することは難しいと考えられる。そのため、宿主細胞から脂質分子を原虫に供給するシステムが存在すると考えられる。この脂質分子の供給源の一つとして考えられるのが脂肪滴であり、原虫は脂肪滴の脂質供給システムを利用して増殖に必要な脂質分子を得ている可能性が高い。よって本研究では、肝内期マラリア原虫における急速な増殖に関わる分子基盤を明らかにするために、原虫と脂肪滴間での脂質分子の動態を明らかする。

研究実績の概要

肝内期原虫は増殖に必要な大量の脂質分子をどのように得ているのかが不明であった。そのため肝細胞には原虫に脂質分子を供給するシステムが存在し、これがヒトで最初の感染ステージの場として選択された理由ではないかと考えた。本研究では肝内期マラリア原虫のバイオロジーの解明に向けて、原虫の急速な増殖をサポートする宿主細胞から原虫への脂質供給メカニズムの解明を行う。そのため、脂質分子の供給源と考えられる脂肪滴に焦点をあて、脂肪滴が原虫の増殖に与える影響を解析した。まず初めに、肝細胞の脂肪滴を低血清培地またはオレイン酸入り培地でそれぞれ減少・増加させて、宿主脂肪滴量が原虫の増殖にどのような影響を与えるか調査した。mCherry発現ネズミマラリア原虫(P. berghei)を肝細胞（Huh-7）に感染させてから18時間または24時間後に固定し、中性脂質プローブであるLipidTox Greenで脂肪滴を染色した。結果、2％血清培地またはオレイン酸入り培地で脂肪適量を変化させても、原虫のサイズに有意な変化は認められなかった。この結果は、人為的に脂肪適量を変化させても原虫の増殖に影響を与えないことを示唆している。多くの細胞内寄生生物で宿主オルガネらのリクルートメントが報告されていることから、マラリア原虫においても脂肪滴のリクルートメントが起こっているのか調査した。結果、感染から24時間後の肝細胞において、80%近くの原虫の寄生胞に脂肪滴が接触していた。この結果は、肝内期マラリア原虫が脂肪滴を自身の周りにリクルートすることを示唆している。現在、肝細胞における原虫の脂肪滴成分の利用を制限するために、脂肪滴タンパクであるPerilipin 5(PLIN5)を過剰発言する細胞株の作成を試みている。