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2021 年度 実施状況報告書

マダニ媒介性感染症研究のボトルネック解消に向けたマダニ実験基盤の国際共同構築

研究課題

研究課題/領域番号 20KK0151
研究機関北海道大学

研究代表者

中尾 亮  北海道大学, 獣医学研究院, 准教授 (50633955)

研究分担者 佐々木 東  北海道大学, 獣医学研究院, 助教 (00754532)
邱 永晋  北海道大学, 人獣共通感染症国際共同研究所, 助教 (00760985)
研究期間 (年度) 2020-10-27 – 2024-03-31
キーワード共生微生物 / 人工吸血 / マイクロビオーム / マダニ / マダニ細胞
研究実績の概要

昨年度に引き続き、マダニ細胞作出のため実験動物を用いたマダニ吸血試験を行い、マダニ卵を回収した。これまでに用いてきたフタトゲチマダニ(Haemaphysalis longicornis)(高知株・単為生殖系統)に加え、キチマダニ(Haemaphysalis flava)、ヤマトマダニ(Ixodes ovatus)、タカサゴキララマダニ(Amblyomma testudinarium)を新たに吸血実験に用いた。タカサゴキララマダニにおいては、飽血個体においても実験室条件下では産卵がみられなかった。他種マダニについては細胞作出に十分なマダニ卵を回収できた。その後、L15培地、L-15B培地、TNM-FH培地、TC-100培地を用いて初代培養細胞の継代培養を開始した。マダニ細胞の生存確認のために、マダニのハウスキーピング遺伝子の発現をモニタリングできるRT-PCR系を開発した。本法を用いることで、一部の細胞ロットでは培養開始から約6ヶ月後においても、ハウスキーピング遺伝子の発現が確認でき、活発な分裂が見られないものの細胞が生存していることが確認できた。また、一部の細胞ロットでは、CoxiellaおよびRickettsiaの遺伝子配列が得られ、細胞に共生していることが示唆された。
マダニ人工吸血システムの構築のため、シリコン膜の作製条件を引き続き検討した。これまでに用いてきたレンズペーパーおよびゴールドビーターズ・スキンに加え、新たに和紙をシリコン膜の基材として使用した。また、マダニ吸血刺激作用が報告されている二酸化炭素を吸血ユニット内に満たす器具を開発し、人工吸血装置の改良を行なった。フタトゲチマダニ、ヤマトマダニ、タカサゴキララマダニを用いて吸血試験を行なったものの、これまでに飽血に到る成果は得られていない。

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

マダニ細胞の株化には、初代培養を開始してから数ヶ月から数年単位の期間が必要であり、このまま細胞の継代維持を続けることが重要と考える。さらに、今年度にはマダニのハウスキーピング遺伝子の発現を検出できるRT-PCR系を開発できたことから、継代維持を続ける細胞ロットの選抜を効率的に実施できる体制を整えることができた。
人工吸血システムの開発に関しては、新たな基材の選定、二酸化炭素の吸血ユニットへの注入等、吸血装置の改良を加えているものの、マダニの飽血には至っていない。しかしながら、マダニのシリコン膜上での滞留時間が増すなど、一部良好な結果も得られている。
なお、昨年度に引き続き、新型コロナウイルス感染症の流行により、当初計画にあった海外渡航が実施できない状況であったが、細胞作出に関しては英国・リバプール大学・Lesley Bell-Sakyi 博士と、人工吸血システム開発に関してはドイツ・ベルリン自由大学・Ard M Njihof 博士と、Eメール等を通じて情報交換を行い、着実に国際共同研究を進めることができた。
以上のことから、おおむね順調に進展していると評価する。

今後の研究の推進方策

マダニ細胞作出に関しては、初代培養細胞の継代維持を続けるとともに、これまで実施してきた英国・リバプール大学・Lesley Bell-Sakyi博士の手法に改良を加え、染色体分裂阻害物質等を用いた細胞作出法の応用を検討する。
人工吸血試験では、吸血ユニットへ塗布する吸血誘引剤の選定・開発、二酸化炭素の流量の検討、マダニへの吸血前の事前処置の条件検討を中心に研究を進める。

次年度使用額が生じた理由

研究立案段階では、ドイツ・ベルリン自由大学および英国・リバプール大学への渡航を計画したが、新型コロナウイルス感染症の流行により、海外渡航制限が生じたため次年度使用額が生じた。今後の使用計画としては、新型コロナウイルス感染症の防疫措置が緩和された場合に、両国への渡航費用に充てる。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 9件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (2件)

  • [国際共同研究] リバプール大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      リバプール大学
  • [国際共同研究] ベルリン自由大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ベルリン自由大学
  • [雑誌論文] Description of the female, nymph and larva and mitochondrial genome, and redescription of the male of Ixodes barkeri Barker, 2019 (Acari: Ixodidae), from the short-beaked echidna, Tachyglossus aculeatus, with a consideration of the most suitable subgenus for this tick2022

    • 著者名/発表者名
      Barker Dayana、Kelava Samuel、Shao Renfu、Seeman Owen D.、Jones Malcolm K.、Nakao Ryo、Barker Stephen C.、Apanaskevich Dmitry A.
    • 雑誌名

      Parasites & Vectors

      巻: 15 ページ: 117

    • DOI

      10.1186/s13071-022-05165-2

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Reconstruction of mitochondrial genomes from raw sequencing data provides insights on the phylogeny of Ixodes ticks and cautions for species misidentification2022

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Wessam Mohamed Ahmed、Moustafa Mohamed Abdallah Mohamed、Kelava Samuel、Barker Dayana、Matsuno Keita、Nonaka Nariaki、Shao Renfu、Mans Ben J.、Barker Stephen C.、Nakao Ryo
    • 雑誌名

      Ticks and Tick-borne Diseases

      巻: 13 ページ: 101832~101832

    • DOI

      10.1016/j.ttbdis.2021.101832

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High infection rate of tick-borne protozoan and rickettsial pathogens of cattle in Malawi and the development of a multiplex PCR for Babesia and Theileria species identification2022

    • 著者名/発表者名
      Chatanga Elisha、Maganga Emmanuel、Mohamed Wessam Mohamed Ahmed、Ogata Shohei、Pandey Gita Sadaula、Abdelbaset Abdelbaset Eweda、Hayashida Kyoko、Sugimoto Chihiro、Katakura Ken、Nonaka Nariaki、Nakao Ryo
    • 雑誌名

      Acta Tropica

      巻: 231 ページ: 106413~106413

    • DOI

      10.1016/j.actatropica.2022.106413

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Rediscovery of Ixodes confusus in Australia with the first description of the male from Australia, a redescription of the female and the mitochondrial (mt) genomes of five species of Ixodes2022

    • 著者名/発表者名
      Barker Dayana、Kelava Samuel、Seeman Owen D.、Shao Renfu、Seaniger James R.、Jones Malcolm K.、Apanaskevich Maria A.、Nakao Ryo、Apanaskevich Dmitry A.、Barker Stephen C.
    • 雑誌名

      International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife

      巻: 18 ページ: 1~11

    • DOI

      10.1016/j.ijppaw.2022.03.006

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Screening of tick-borne pathogens in argasid ticks in Zambia: Expansion of the geographic distribution of Rickettsia lusitaniae and Rickettsia hoogstraalii and detection of putative novel Anaplasma species2021

    • 著者名/発表者名
      Qiu Yongjin、Simuunza Martin、Kajihara Masahiro、Chambaro Herman、Harima Hayato、Eto Yoshiki、Simulundu Edgar、Squarre David、Torii Shiho、Takada Ayato、Hang’ombe Bernard Mudenda、Sawa Hirofumi、Sugimoto Chihiro、Nakao Ryo
    • 雑誌名

      Ticks and Tick-borne Diseases

      巻: 12 ページ: 101720~101720

    • DOI

      10.1016/j.ttbdis.2021.101720

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Applications of Blocker Nucleic Acids and Non-Metazoan PCR Improves the Discovery of the Eukaryotic Microbiome in Ticks2021

    • 著者名/発表者名
      Taya Yurie、Kinoshita Gohta、Mohamed Wessam Mohamed Ahmed、Moustafa Mohamed Abdallah Mohamed、Ogata Shohei、Chatanga Elisha、Ohari Yuma、Kusakisako Kodai、Matsuno Keita、Nonaka Nariaki、Nakao Ryo
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 9 ページ: 1051~1051

    • DOI

      10.3390/microorganisms9051051

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular Detection and Genotyping of Coxiella-Like Endosymbionts in Ticks Collected from Animals and Vegetation in Zambia2021

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Toshiya、Chatanga Elisha、Qiu Yongjin、Simuunza Martin、Kajihara Masahiro、Hang’ombe Bernard Mudenda、Eto Yoshiki、Saasa Ngonda、Mori-Kajihara Akina、Simulundu Edgar、Takada Ayato、Sawa Hirofumi、Katakura Ken、Nonaka Nariaki、Nakao Ryo
    • 雑誌名

      Pathogens

      巻: 10 ページ: 779~779

    • DOI

      10.3390/pathogens10060779

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular Survey of Babesia and Anaplasma Infection in Cattle in Bolivia2021

    • 著者名/発表者名
      Ogata Shohei、Pereira Juan Antonio Cristian、Jhonny Loza Vega Ariel、Carolina Herbas Perez Gladys、Matsuno Keita、Orba Yasuko、Sawa Hirofumi、Kawamori Fumihiko、Nonaka Nariaki、Nakao Ryo
    • 雑誌名

      Veterinary Sciences

      巻: 8 ページ: 188~188

    • DOI

      10.3390/vetsci8090188

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evidence of Borrelia theileri in Wild and Domestic Animals in the Kafue Ecosystem of Zambia2021

    • 著者名/発表者名
      Qiu Yongjin、Squarre David、Nakamura Yukiko、Lau Alice C. C.、Moonga Lavel Chinyama、Kawai Naoko、Ohnuma Aiko、Hayashida Kyoko、Nakao Ryo、Yamagishi Junya、Sawa Hirofumi、Namangala Boniface、Kawabata Hiroki
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 9 ページ: 2405~2405

    • DOI

      10.3390/microorganisms9112405

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] マダニが保有する真核生物叢解析法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      田谷友里恵、木下豪太、Wessam Mohamed Ahmed Mohamed、 Mohamed Abdallah Mohamed Moustafa、尾針由真、松野啓太、野中成晃、中尾亮
    • 学会等名
      第164回日本獣医学会学術集会
  • [学会発表] マダニから分離したリケッチエラ共生菌が保有するビタミンB群代謝関連遺伝子群の特定2021

    • 著者名/発表者名
      大前日希、May June Thu、林直樹、今里裕平、野中成晃、中尾亮
    • 学会等名
      日本寄生虫学会・日本衛生動物学会第67回北日本支部合同大会

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公開日: 2022-12-28  

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