マラリア感染病態への腸内細菌の作用機序の解明

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K20952
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 谷口 委代 群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (20620800)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: マラリア / dysbiosis / 腸内細菌 / 脳マラリア / ネズミマラリア / Plasmodium berghei ANKA

研究実績の概要

脳マラリアのモデルであるネズミマラリア原虫Plasmodium berghei ANKA株（PbA）を感染させたC57BL/6(B6)マウスでは、小腸病態が生じるとともに腸内細菌叢が劇的に変化して腸内細菌バランス失調(dysbiosis)を起こす。またParasitemia（原虫の赤血球寄生率）および脳症状と相関が認められる菌が検出され、脳マラリアを含むマラリアの病態に腸内細菌が関与している可能性が示唆されたことから、本研究では、マラリア感染病態への腸内細菌の作用機序の解明することを目的としている。
昨年度までに種々の菌の移植、餌等の投与条件を試みる中で、抗生物質の自由飲水投与により菌叢を顕著に変化させると、7～8割のマウスが脳症状を克服する条件を特定したことから、本年度はこの条件下における感染病態への腸内細菌の作用メカニズムの解明に取り組んだ。抗生物質を2週間、自由飲水投与あるいは非投与B6マウスにPbAを感染させて7日目に、脾臓、腸間膜リンパ節およびパイエル板からリンパ球を分離したところ、PbA感染群では、パイエル板におけるリンパ球数の減少が認められた。一方、抗生物質投与群では、抗生物質投与によりパイエル板のリンパ球数は減少したが、PbA感染によるリンパ球数の減少は認められなかった。また免疫応答の解析から、PbA感染群では、脾臓および腸間膜リンパ節におけるCD8T細胞数が減少したが、抗生物質投与PbA感染群では減少しないことを見出した。さらに抗生物質投与PbA感染群のパイエル板では、通常、病態形成に関わるCD8T細胞数が顕著に増加していることを見出した。これらのことから、抗生物質を用いて腸内細菌叢を変化させると、マラリアにおける腸管および全身の免疫応答が変化することにより病態が軽減する可能性が示唆された。

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

病態形成に関連する腸内細菌の特定は、一部、詳細な解析にいたっていない部分も見られるが、腸内細菌叢を顕著に変化させるとB6マウスがPbA感染による脳症状を克服する条件下において、腸管におけるCD8T細胞数の増加が明らかとなり、マラリア感染病態への腸内細菌の作用機序の解明につながる進展が得られた。

今後の研究の推進方策

抗生物質の自由飲水投与により菌叢を顕著に変化させると、7～8割のマウスが脳症状を克服する条件を特定したことから、この条件下における感染病態への腸内細菌の作用メカニズムの解明をさらに推し進めるとともに、病態形成に関連する腸内細菌の特定を試みる。

研究成果

• [国際共同研究] Faculty of Medicine, Gulu University(ウガンダ)
  • 国名: ウガンダ
  • 外国機関名: Faculty of Medicine, Gulu University
• [国際共同研究] Center for Malariology, Parasitology(ラオス)
  • 国名: ラオス
  • 外国機関名: Center for Malariology, Parasitology
• [雑誌論文] マラリア感染に伴う消化器症状と腸内細菌 (2018)
  • 著者名/発表者名: 谷口委代
  • 雑誌名: 臨床免疫・アレルギー科 巻: 69 ページ: 107-113
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Unique Subset of γδ T Cells Expands and Produces IL-10 in Patients with Naturally Acquired Immunity against Falciparum Malaria (2017)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi T, Md Mannoor K, Nonaka D, Toma H, Li C, Narita M, Vanisaveth V, Kano S, Takahashi M, Watanabe H
  • 雑誌名: Front Microbiol 巻: 8 ページ: 1288
  • DOI: 10.3389/fmicb.2017.01288. eCollection 2017.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A possible origin population of pathogenic intestinal nematodes, Strongyloides stercoralis, unveiled by molecular phylogeny (2017)
  • 著者名/発表者名: Nagayasu E, Aung MPPTHH, Hortiwakul T, Hino A, Tanaka T, Higashiarakawa M, Olia A, Taniguchi T, Win SMT, Ohashi I, Odongo-Aginya EI, Aye KM, Mon M, Win KK, Ota K, Torisu Y, Panthuwong S, Kimura E, Palacpac NMQ, Kikuchi T, Hirata T, Torisu S, Hisaeda H, Horii T, Fujita J, Htike WW, Maruyama H
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7 ページ: 4844
  • DOI: 10.1038/s41598-017-05049-x.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] ネズミマラリア原虫感染における免疫応答への腸内細菌の影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 谷口委代、鈴江一友、今井孝、下川周子、Olia Alex、久枝一
  • 学会等名: 第87回日本寄生虫学会大会
• [学会発表] ウガンダ国の熱帯熱マラリア患者において腸内細菌叢の変化が起こる (2017)
  • 著者名/発表者名: 谷口委代、宮内栄治、Olia Alex、長安英治、Osbert K、鈴江一友、今井孝、下川周子、大西里咲、Odongo-Aginya E.I., Palacpac Niriann、丸山治彦、木村英作、美田敏宏、大野博司、堀井俊宏、久枝一
  • 学会等名: グローバルヘルス合同大会
• [学会発表] Altered gut microbiota composition in Plasmodium falciparum patients in Uganda (2017)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi T, Miyauchi E, Olia A, Nagayasu E, Osbert K, Suzue K, Imai T, Shimokawa C, Onishi R, Odongo-Aginya E.I., Palacpac Niriann, Maruyama H, Kimura E, Mita T, Ohno H, Horii T and Hisaeda H
  • 学会等名: The American Society of Tropical Medicine and Hygiene 66th Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] ウガンダ国の熱帯熱マラリア患者において腸内細菌叢の変化が起こる (2017)
  • 著者名/発表者名: 谷口委代、宮内栄治、Olia Alex、長安英治、Osbert K、鈴江一友、今井孝、下川周子、大西里咲、Odongo-Aginya E.I., Palacpac Niriann、丸山治彦、木村英作、美田敏宏、大野博司、堀井俊宏、久枝一
  • 学会等名: 第86回日本寄生虫学会大会
• [備考] 群馬大学大学院医学系研究科国際寄生虫病学
  • URL: http://www.med.gunma-u.ac.jp/med-organization/envmed/envmed-defense/157.html/
• [備考] 「ぐんまダイバーシティ推進地域ネットワーク」女性研究者シーズ集
  • URL: http://gunma-diversity.gunma-u.ac.jp/seeds_contents/taniguchi-tomoyo/