生体機能チップを用いた腸管感染症における病原体-ヒト相互作用の解明

2023 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 21KK0135
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 野崎 智義 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (60198588)
• 研究分担者: 渡邊 菜月 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 客員研究員 (00883323) ; サントス ハルベルト・ヒメネス 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (90793779)
• 研究期間 (年度): 2021-10-07 – 2025-03-31
• キーワード: 感染症 / 大腸 / 原虫 / 赤痢アメーバ / 宿主応答

研究実績の概要

感染症における病原体と宿主の相互作用の分子基盤の解明のためには、特に高い空間・時間分解能をもって解明するためには、ヒト臓器・組織を忠実に再現する生体機能チップと高解像度ライブイメージングなどの最先端技術を駆使することが不可欠である。本研究は赤痢アメーバ原虫のヒトの大腸の感染において寄生虫がどのように免疫を回避し、組織障害を起こすかの機構を、特に貪食、エクソソーム、小胞輸送など原虫側の病原機構に主眼をおいてその分子機構を理解することを目的に実施された。エクソソーム放出、ファゴシトーシスと小胞輸送などは赤痢アメーバの病原機構、感染病態・病理の中心をなす機構である。本研究では、インビトロで示唆された重要な病原機構・因子がインビボで実際に機能しているのかを、ヒト大腸感染において、これらの分子機構がどのように機能し、どう制御されているのかを、ヒト感染をミミックした生体機能チップと高解像度ライブイメージングを用いて実証している。これまででインビボを忠実に再現した多様な細胞群で3次元構築されたヒトの生体機能チップを確立し、アメーバとの相互作用により惹起されるヒト組織の応答を、組織障害、タイトジャンクションの電気抵抗の維持、サイトカイン・ケモカインのプロファイルの変化といった観点から解明し、生体応答との整合性に関して検証を行った。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

共同研究相手の2回目の受け入れ準備状況が昨年度末までに完了せず、H6年度の共同研究を準備している。先方の受け入れが遅れたのは先方の技術の論文化、知財化のために必要だったためである。

今後の研究の推進方策

最終年度は、赤痢アメーバの病害過程のうちで、ヒト大腸上皮細胞への接着、上皮細胞の貪食（ファゴサイトーシスとトロゴサイトーシス）と破壊、陰窩・粘膜固有層への原虫の侵入に原虫側の病原機構・分子の役割、ヒト側の組織の免疫応答、両者の遺伝子発現制御の観点から明らかにすることを計画している。

次年度使用額が生じた理由

共同研究相手の2回目の受け入れ準備状況が昨年度末までに完了しなかったため、H6年度の海外共同機関での実験を準備した。先方の受け入れが遅れたのは先方の技術の論文化、知財化のために必要だったためである。

研究成果

• [国際共同研究] パルツール研究所(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: パルツール研究所
• [雑誌論文] Tetraspanin-enriched microdomains play an important role in pathogenesis in the protozoan parasite Entamoeba histolytica (2024)
  • 著者名/発表者名: Han Jiang*, Herbert J. Santos*, and Tomoyoshi Nozaki.
  • 雑誌名: bioRxiv. 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1101/2024.03.27.586913
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development of a simple PCR-RFLP technique for detection and differentiation of E. histolytica, E. dispar and E. moshkovskii. (2023)
  • 著者名/発表者名: Sardar SK, Kobayashi S, Das K, Saito-Nakano Y, Dutta S, Nozaki T, Ganguly S.
  • 雑誌名: Parasitol Res. 巻: 122(1) ページ: 139-144
  • DOI: 10.1007/s00436-022-07706-1.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular dissection of phagocytosis by proteomic analysis in Entamoeba histolytica. (2023)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, M., Nakada-Tsukui, K., Nozaki, T.
  • 雑誌名: Genes (Basel) 巻: 14(2) ページ: 379
  • DOI: 10.3390/genes14020379..
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Attenuation of in vitro and in vivo virulence is associated with repression of gene expression of AIG1 gene in Entamoeba histolytica. (2023)
  • 著者名/発表者名: Lozano-Mendoza, J., Ramirez-Montiel, F., Rangel-Serrano, A., Paramo-Perez, I., Mendoza-Macias, C. L., Saavedra-Salazar, F., Franco, B., Vargas-Maya, N., Jeelani, G., Saito-Nakano, Y., Anaya-Velazquez, F., Nozaki, T.*, Padilla-Vaca, F. * (*correspondence)
  • 雑誌名: Pathogens 巻: 12 ページ: 489
  • DOI: 10.3390/pathogens12030489
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Prevalence and molecular characterization of Entamoeba moshkovskii in diarrheal patients from Eastern India (2023)
  • 著者名/発表者名: Sardar, S. K., Ghosal, T., Haldar, T., Maruf, M. M., Das, K., Saito-Nakano, Y., Kobayashi, S., Dutta, S., Nozaki, T., Ganguly, S.
  • 雑誌名: PLoS Negl. Trop. Dis. 巻: 17(5) ページ: e0011287
  • DOI: 10.1371/journal.pntd.0011287.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Investigating genetic polymorphism in E. histolytica isolates with distinct clinical phenotypes. (2023)
  • 著者名/発表者名: Sardar SK, Ghosal A, Haldar T, Das K, Saito-Nakano Y, Kobayashi S, Dutta S, Nozaki T, Ganguly S.
  • 雑誌名: Parasitol. Res. 巻: 122(11) ページ: 2525-2537
  • DOI: 10.1007/s00436-023-07952-x.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] A possible role of exosomal hydrolase receptors in the pathogenesis of the human intestinal parasite Entamoeba histolytica (poster) (2023)
  • 著者名/発表者名: Herbert J. Santos, Jiang Han, Tomoyoshi Nozaki
  • 学会等名: 75th Annual Meeting of the Japanese Society for Cell Biology
• [学会発表] 赤痢アメーバの小胞輸送を制御するレトロマー複合体の機能分化：2 種のVps35 アイソタイプの機能解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 渡辺菜月、津久井久美子、野崎智義
  • 学会等名: 第75回日本細胞生物学会大会. シンポジウム: 寄生性原虫の細胞生物学から発信する新しい細胞機能研究
• [学会発表] Functional characterization of lysine and glutamic acid rich protein and tetraspanins on the human colon 3D crypts and animal models (2023)
  • 著者名/発表者名: Ruofan Peng, Jian Han, Herbert J. Santos, Natsuki Watanabe, Kumiko Nakada-Tsukui, Yumiko Saito-Nakano, and Tomoyoshi Nozaki.
  • 学会等名: XX International Seminar on Amebiasis
  • 国際学会
• [学会発表] Gene expansion and multiple combinations confer retromer functional diversity in traffic in Entamoeba histolytica (2023)
  • 著者名/発表者名: Watanabe N, Nakada-Tsukui K, Nozaki T.
  • 学会等名: XX International Seminar on Amebiasis
  • 国際学会
• [学会発表] Unraviling the role of KERPs as a potential gene regulator in Entamoeba histolytica (2023)
  • 著者名/発表者名: Ruofan Peng, Herbert J. Santos, Tomoyoshi Nozaki
  • 学会等名: U.S.-Japan Cooperative Medical Sciences Program (USJCMSP), U.S -Japan Parasitic Diseases Joint Panel Meeting
  • 国際学会