全ゲノム配列を用いたトキソプラズマ分子疫学情報の解明と病原性関連遺伝子の同定

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K07520
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 野呂瀬 一美 千葉大学, 大学院医学研究院, 特任准教授 (30156244)
• 研究分担者: 彦坂 健児 千葉大学, 大学院医学研究院, 講師 (30456933) ; 新庄 記子 千葉大学, 大学院医学研究院, 特任助教 (60794039) ; 関根 章博 千葉大学, 予防医学センター, 教授 (30425631)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: トキソプラズマ / ゲノム / 次世代シーケンサー / 分子疫学 / 薬剤耐性

研究実績の概要

日和見感染症のトキソプラズマ症は細胞内寄生原虫であるトキソプラズマの感染により引き起こされ、全世界の約三分の一がこの原虫に感染している。トキソプラズマ症は人獣共通寄生虫症であり、世界的に新株や強毒株、薬剤耐性株の存在が判明している。しかし、島国である本邦におけるヒトに感染するトキソプラズマに関する分子疫学情報（遺伝子型・全ゲノム配列・病原性・薬剤耐性の原因変異等）は未解明のまま残されている。
この研究の目的は、本邦におけるトキソプラズマ症の分子疫学情報を整備し、さらに病歴情報と照合することで病原性に関与する株間の遺伝子変異を特定することにある。今年度の実績を以下に列記する。
１．トキソプラズマ患者から分離した株をインターフェロンガンマノックアウトマウス由来胎児繊維芽細胞やベロ細胞に接種し限界希釈法でトキソプラズマのクローンを２株作成した。
２．全国からトキソプラズマ症の診断目的で送付されてきた臨床検体（羊水、髄液、末梢血、脳組織、臍帯、等）から、ＤＮＡを抽出しＰＣＲ法でトキソプラズマ遺伝子が陽性と判断された検体をインターフェロンガンマノックアウトマウスの腹腔内や経口的に感染させ、株の樹立を図った。
３．過去にＰＣＲ法でトキソプラズマ陽性と判断された臨床検体を順次、各種のプライマーを使用して遺伝子型の分析をしている。さらにそれらの遺伝子型と病歴・臨床経過を比較・照合し、病原性に関与する遺伝子情報の研究基盤を構築しつつある。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

１．臨床株からの限界希釈法によるクローンの確立に時間がかかった。
２．臨床株から樹立したトキソプラズマの数クローンの全ゲノム配列をPackBio RS II/Sequelで解析しようとしたが、機器の故障により現在までに解析ができていない。
３．インターフェロンノックアウトマウスに腹腔内や経口接種したが、まだ株の樹立にまでは至っていない。

今後の研究の推進方策

PackBio RS II/Sequelの修理が終わったら直ちに既に確立したクローンを用いて全ゲノムの解読を予定している。
引き続き今年度と同様に次年度以降も、全国から送付されてくるトキソプラズマ感染が疑われる患者の臨床検体から、ＰＣＲ法でその遺伝子の有無を解析し、遺伝子が確認された検体はインターフェロンガンマノックアウトマウスに接種したりin vitroで培養し、患者個別の株を樹立し、その病歴と照合することにより、病原性・薬剤耐性等を解析する。

次年度使用額が生じた理由

次年度使用学が生じた理由は以下の３点が原因である。１．全ゲノム分析の解析機器（PackBio II)が故障して、解析が困難に陥った。２．過去の陽性検体のゲノム分析に技術的な問題が起きた。３．全国からのトキソプラズマ患者のＰＣＲ検査要請が例年より少なかった。
翌年度として請求した助成金と合わせた仕様計画は以下の通りである。１．全ゲノム分析機のPackBioIIが解析可能となった時点で既に患者より分離したクローン株の解析を行う。２．トキソプラズマが陽性となった検体から、様々なプライマーを使用して遺伝子型の分類を行う。

研究成果

• [雑誌論文] Berberine for Prevention of Dementia Associated With Diabetes and Its Comorbidities: A Systematic Review (2020)
  • 著者名/発表者名: Shinjyo N, Parkinson J, Bell J, Katsuno T, Bligh A
  • 雑誌名: J Integr Med 巻: 18 ページ: 125-151
  • DOI: 10.1016/j.joim.2020.01.004.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Pseudo-‘Pneumatosis intestinalis’ sign: A case of parasite uniquely depicted on postmortem CT. (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshida M, Hoshioka Y, Makino Y, Kojima M, Horikoshi T, Mukai H, Hikosaka K, Norose K, Iwase H.
  • 雑誌名: Forensic Imaging 巻: 20 ページ: 1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hypericum erectum alcoholic extract inhibits Toxoplasma growth and Entamoeba encystation: an exploratory study on the anti-protozoan potential. (2020)
  • 著者名/発表者名: Shinjyo N, Nakayama H, Ishimaru K, Hikosaka K, Mi-Ichi F, Norose K, Yoshida H.
  • 雑誌名: J Nat Med 巻: 74 ページ: 294-305
  • DOI: 10.1007/s11418-019-01369-6.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Desensitization to trimethoprim-sulfamethoxazole in a toxoplasmic encephalitis patient who was intolerant to conventional treatments. (2020)
  • 著者名/発表者名: Miyata N, Yoshimura Y, Hikosaka K, Norose K, Tachikawa N.
  • 雑誌名: J Infect Chemother 巻: 26 ページ: 289-293
  • DOI: 10.1016/j.jiac.2019.10.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic polymorphisms in malaria vaccine candidate Plasmodium falciparum reticulocyte-binding protein homologue-5 among populations in Lagos, Nigeria. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ajibaye O, Osuntoki AA, Balogun EO, Olukosi YA, Iwalokun BA, Oyebola KM, Hikosaka K, Watanabe YI, Ebiloma GU, Kita K, Amambua-Ngwa A.
  • 雑誌名: Malar J. 巻: 19 ページ: 6
  • DOI: 10.1186/s12936-019-3096-0.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Single-molecular real-time deep sequencing reveals the dynamics of multidrug resistant haplotypes and structural variations in the hepatitis C virus genome. (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamashita T, Takeda H, Takai A, Arasawa S, Nakamura F, Mashimo Y, Hozan M, Ohtsuru S, Seno H,Ueda Y, Sekine A
  • 雑誌名: Sci. Rep, 巻: 10 ページ: 2651
  • DOI: 10.1038/s41598-020-59397-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Age-Associated Changes in Value of the National Early Warning Score with the Japanese-Modified Glasgow Prognostic Score (NEWS-JmGPS) for Predicting In-Hospital Mortality of Elderly Patients Visiting the Emergency Department. (2020)
  • 著者名/発表者名: Mitsunaga T, Hasegawa I, Uzura M, Okuno K, Sekine A, Takeda S.
  • 雑誌名: Arch Clinical Biomed Res 巻: 4 ページ: 001-016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Association of HLA-A*11:01 with sulfonamide-related severe cutaneous adverse reactions in Japanese patients. (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakamura R, Ozeki T, Hirayama N, Sekine A, Yamashita T, Mashimo Y, Mizukawa Y, Shiohara T, Watanabe H, Sueki H, Ogawa K, Asada H, Kaniwa N, Tsukagoshi E, Matsunaga K, Niihara H, Yamaguchi Y, Aihara M, Mushiroda T, Saito Y, Morita E
  • 雑誌名: J Invest Dermatol 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1016/j.jid.2019.12.025
  • 査読あり
• [雑誌論文] 臍帯血移植後に多発性脳出血を来したトキソプラズマ関連中枢神経系血管炎 (2019)
  • 著者名/発表者名: 太田 貴徳, 今永 博, 奥 誠道, 楠元 大岳, 杉尾 康浩, 田宮 貞史, 久保 安孝, 小川 亮介, 彦坂 健児, 野呂瀬 一美, 大野 裕樹
  • 雑誌名: 臨床血液 巻: 60 ページ: 118-123
  • DOI: 10.11406/rinketsu.60.118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metastatic Malignant Lymphoma Mimicking Cerebral Toxoplasmosis with the "Target Sign". (2019)
  • 著者名/発表者名: Ueno H, Norose K, Kamimura T, Mihara K, Yamasaki F, Hikosaka K, J Amatya V, Takeshima Y, Kurisu K, Maruyama H.
  • 雑誌名: Intern Med 巻: 58 ページ: 1157-1162
  • DOI: 10.2169/internalmedicine
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The complete mitochondrial genome of Sarcoptes scabiei var. nyctereutis from the Japanese raccoon dog: Prediction and detection of two transfer RNAs (tRNA-A and tRNA-Y). (2019)
  • 著者名/発表者名: Ueda T, Tarui H, Kido N, Imaizumi K, Hikosaka K, Abe T, Minegishi D, Tada Y, Nakagawa M, Tanaka S, Omiya T, Morikaku K, Kawahara M, Kikuchi-Ueda T, Akuta T, Ono Y
  • 雑誌名: Genomics 巻: 111 ページ: 1183-1191
  • DOI: 10.1016/j.ygeno.2018.09.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serum lipidomics for exploring biomarkers of bortezomib therapy in patients with multiple myeloma. (2019)
  • 著者名/発表者名: Maekawa K, Ri M, Nakajima M, Sekine A, Ueda R, Tohkin M, Miyata N, Saito Y, Iida S.
  • 雑誌名: Cancer Sci 巻: 110 ページ: 3267-3274
  • DOI: 10.1111/cas.14178
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exploring the hepatitis C virus genome using single molecule real-time sequencing. (2019)
  • 著者名/発表者名: Takeda H, Yamashita T, Ueda Y, Sekine A
  • 雑誌名: World J Gastroenterol 巻: 25 ページ: 4661-4672
  • DOI: 10.3748/wjg.v25.i32.4661
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparison of the National Early Warning Score (NEWS) and the Modified Early Warning Score (MEWS) for predicting admission and in-hospital mortality in elderly patients in the pre-hospital setting and in the emergency department. (2019)
  • 著者名/発表者名: Mitsunaga T, Hasegawa I, Uzura M, Okuno K, Otani K, Ohtaki Y, Sekine A, Takeda S.
  • 雑誌名: PeerJ 巻: 7 ページ: e6947
  • DOI: 10.7717/peerj.6947
  • 査読あり
• [学会発表] 臍帯血移植後に多発性脳出血を来したトキソプラズマ関連中枢神経系血管炎 (2020)
  • 著者名/発表者名: 太田 貴徳，楠元 大岳，上野稔幸、上原康文、杉尾 康浩，田宮 貞史、 彦坂 健児，野呂瀬 一美，大野 裕樹
  • 学会等名: 第42回造血細胞移植学会総会
• [学会発表] Traditional Kampo formula (漢方) Scutellaria-Coptis (瀉心湯)is protective against Toxoplasma infection via synergistic immunomodulation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Shinjyo N, Hikosaka K, Yoshida H, Norose K
  • 学会等名: 第84回日本インターフェロン・サイトカイン学会学術集会
• [学会発表] PCR targeting the cytochrome c oxidase subunit 1 gene for clinical diagnosis of toxoplasmosis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hikosaka K, Feng X, Koyama Y, Norose K.
  • 学会等名: 4th Africa international biotechnology and biomedical conference, AIBBC
  • 国際学会
• [図書] 今日の診断指針 (2020)
  • 著者名/発表者名: 野呂瀬 一美
  • 総ページ数: ２０７９
  • 出版者: 医学書院
  • ISBN: 978-4-260-03808-9
• [備考] 千葉大学大学院・医学研究院 中核研究部門 生命機能治療学研究講座 感染生体防御学
  • URL: http://www.m.chiba-u.ac.jp/class/infection-hostdefense/