ベクターの唾液による病原体の感染増強機構の解明

2012 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 23580424
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 加藤 大智 北海道大学, (連合)獣医学研究科, 准教授 (00346579)
• キーワード: ベクター / 唾液 / サシチョウバエ / リーシュマニア

研究概要

吸血性の病原体媒介節足動物（ベクター）が吸血時に注入する唾液には、宿主の生体反応や生体防御機構を制御する作用があることや、媒介する病原体の感染を増強する作用があることが報告されている。本研究では、リーシュマニア原虫を媒介するサシチョウバエの唾液成分が、宿主の生理機能や免疫応答にどのような影響を及ぼすのか、また、それがリーシュマニア原虫の感染にどのように影響するのかについて解析を行い、ベクター媒介性感染症におけるベクター由来成分の役割について解明する。
これまでの研究でサシチョウバエLutzomyia (Lu.) ayacuchensisの唾液遺伝子転写産物を解析し、最も多く含まれる分子として、2つのシステインに挟まれたインテグリン結合RGD（アルギニン-グリシン-アスパラギン酸）配列（CRGDC）をC末端に持つペプチドを同定した。本年度の研究では、大腸菌発現系を用いてLu. ayacuchensis唾液RGDペプチドの組換えタンパクを作製し、機能解析を行った。血小板凝集に及ぼす影響を検討したところ、このRGDペプチドはADPやコラーゲン誘発性の血小板凝集を濃度依存的に阻害したが、C末端のRGD配列を除くことによりその活性は消失した。また、RGD配列の両側に存在するシステインをセリンに置換することでも活性は消失した。このことから、RGDペプチドの血小板凝集阻害にはC末端のRGD配列およびその両側のシステインが不可欠であることが明らかになった。またRGDペプチドは、インテグリンαIIbβ3のフィブリノーゲンへの結合をRGD配列依存的に阻害したことから、このタンパクはRGD配列を介して血小板膜上のインテグリンαIIbβ3とフィブリノーゲンの結合を妨げることにより、血小板の一次凝集を阻害すると考えられた。

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

サシチョウバエの唾液成分は、そのユニークな生理活性に加え、リーシュマニア原虫の感染増強作用があることやリーシュマニア原虫に対する感染防御ワクチンになる可能性が報告され、近年注目を浴びている。サシチョウバエは800種以上存在するが、コロニー飼育が難しいことや微小なサシチョウバエの唾液の採材や解析が非常に困難なことなどから、これまで旧大陸で5種、新大陸では1種のみ解析が行われている。これまでの研究では、南米アンデスのリーシュマニア症流行地域でサシチョウバエLu. ayacuchensisを採取し、現地で解剖して唾液腺を採材し、cDNAライブラリーの作製および遺伝子転写産物の網羅的解析に成功した。本年度はこれまで得られた成果をもとに、唾液腺物質の生理活性について詳細な機能解析を行い、そのユニークな特性を明らかにすることができた。このタンパクは他に類を見ないユニークなタンパクで、今後の検査・研究試薬、天然新薬開発への応用が期待される。今後はさらに他の唾液タンパクの生理活性を明らかにするとともに、唾液タンパクが宿主免疫やリーシュマニア感染に及ぼす影響などについても解析していきたいと考えている。

今後の研究の推進方策

申請時の研究計画では、主にサシチョウバエ唾液のnuclease活性に着目し、サシチョウバエ唾液タンパクが宿主免疫とリーシュマニア感染に及ぼす影響にのみ焦点を当てていた。しかしながら、23年度、24年度では当初の予想以上にユニークな生理活性物質が見つかってきていることから、唾液タンパクの生理活性についての機能解析も並行して進めていく。サシチョウバエ唾液成分が宿主免疫やリーシュマニア感染に及ぼす影響については、当初の計画通り進めていく予定である。

次年度の研究費の使用計画

H24年度の繰越金102,119円とH25年度の経費1,200,000円、合計1,302,119円のうち、消耗品費については、分子生物学実験関連試薬（702,119円）、ガラス・プラスチック器具類（100,000円）、実験用動物および飼料（100,000円）、細胞培養関連試薬（100,000円）を使用する計画である。旅費については、3回（各1-2泊）程度、国内の学術集会に参加し成果発表や情報収集を行う予定で、200,000円を計上した。また、論文投稿に関する費用（英文校正、論文掲載料など）は100,000円を計上した。

研究成果

• [雑誌論文] Analysis of salivary gland transcripts of the sand fly Lutzomyia ayacuchensis, a vector of Andean-type cutaneous leishmaniasis (2013)
  • 著者名/発表者名: Kato H, Jochim RC, Gomez EA, Uezato H, Mimori T, Korenaga M, Sakurai T, Katakura K, Valenzuela JG, Hashiguchi Y.
  • 雑誌名: Infect Genet Evol 巻: 13 ページ: 56-66
  • 査読あり
• [雑誌論文] Seroepidemiological Study of Chagas Disease in the Southern Amazon Region of Ecuador (2013)
  • 著者名/発表者名: Guevara AG, Atherton RD, Wauters MA, Vicuña Y, Nelson M, Prado J, Kato H, Calvopiña MH, Hashiguchi Y.
  • 雑誌名: Trop Med Health 巻: 41 ページ: 21-25
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic diversity of the mitochondrial cytochrome b gene in Lutzomyia spp., with special reference to Lutzomyia peruensis, a main vector of Leishmania (Viannia) peruviana in the Peruvian Andes (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto K, Cáceres AG, Gomez EA, Mimori T, Iwata H, Korenaga M, Sakurai T, Katakura K, Hashiguchi Y, Kato H.
  • 雑誌名: Acta Trop 巻: 126 ページ: 156-163
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multilocus characterization and phylogenetic analysis of Leishmania siamensis isolated from autochthonous visceral leishmaniasis cases, southern Thailand (2013)
  • 著者名/発表者名: Leelayoova S, Siripattanapipong S, Hitakarun A, Kato H, Tan-ariya P, Siriyasatien P, Osatakul S, Mungthin M
  • 雑誌名: BMC Microbiol 巻: 13 ページ: 60
  • DOI: 10.1186/1471-2180-13-60
  • 査読あり
• [雑誌論文] PCR-based detection of Leishmania donovani DNA in a stray dog from a visceral leishmaniasis endemic focus in Bangladesh. (2013)
  • 著者名/発表者名: Alam MZ, Yasin MG, Kato H, Sakurai T, Katakura K.
  • 雑誌名: J Vet Med Sci. 巻: 75 ページ: 75-78
  • DOI: 10.1292/jvms.12-0134
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of RFLP-PCR based identification for sand fly surveillance in an area endemic for kala-azar in Mymensingh, Bangladesh (2012)
  • 著者名/発表者名: Alam MS, Kato H, Fukushige M, Wagatsuma Y, Itoh M.
  • 雑誌名: J Parasitol Res 巻: 2012 ページ: 467821
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dimiconin, a novel coagulation inhibitor from the kissing bug, Triatoma dimidiata, a vector of Chagas disease (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishimaru Y, Gomez EA, Zhang F, Martini-Robles L, Iwata H, Sakurai T, Katakura K, Hashiguchi Y, Kato H.
  • 雑誌名: J Exp Biol 巻: 215 ページ: 3597-3602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of CD4+ Foxp3+ regulatory T cells in persistence of Leishmania donovani in the liver of alymphoplastic aly/aly mice (2012)
  • 著者名/発表者名: Tiwananthagorn S, Iwabuchi K, Ato M, Sakurai T, Kato H, Katakura K.
  • 雑誌名: PLoS Negl Trop Dis 巻: 6 ページ: 1798
  • DOI: 10.1371/journal.pntd.0001798
  • 査読あり
• [学会発表] リーシュマニア原虫媒介サシチョウバエLutozomyia ayacuchensis の唾液腺遺伝子転写産物の網羅的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤 大智，Gomez Eduardo A.，Jochim Ryan C.，上里 博，三森 龍之，是永 正敬，櫻井 達也，片倉 賢，Valenzuela Jesus G.，橋口 義久
  • 学会等名: 第82回 日本寄生虫学会
  • 発表場所: 東京医科歯科大学（東京）
  • 年月日: 20130329-20130331
• [学会発表] First Molecular Identification of Leishmania major in Sergentomyia ingrami from (2013)
  • 著者名/発表者名: Nzelu Chukwunonso O.，Desewu Kwame，Puplampu Naiki，Ghansah Anita，櫻井 達也，Adabie-Gomez Delphina A.，Wilson Michael D. ，片倉 賢，加藤 大智，Boakye Daniel A.
  • 学会等名: 第82回 日本寄生虫学会
  • 発表場所: 東京医科歯科大学（東京）
  • 年月日: 20130329-20130331
• [学会発表] バングラデシュの内臓リーシュマニア症流行地における野犬の調査 (2013)
  • 著者名/発表者名: アラム モハマド ザハンギル，アクター シリン，ヤジン エムディ ゴラム，中尾亮，櫻井 達也，加藤 大智，片倉 賢
  • 学会等名: 第82回 日本寄生虫学会
  • 発表場所: 東京医科歯科大学（東京）
  • 年月日: 20130329-20130331
• [学会発表] リーシュマニア症：フィールドからラボへ、ラボからフィールドへ (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤大智
  • 学会等名: 第155回 日本獣医学会
  • 発表場所: 東京大学（東京）
  • 年月日: 20130328-20130330
  • 招待講演
• [学会発表] Serological and molecular evidence of Leishmania parasite in dogs of visceral (2013)
  • 著者名/発表者名: Mohammad Zahangir Alam、Shirin Akter、Md. Golam Yasin、中尾 亮、櫻井達也、加藤大智、片倉 賢
  • 学会等名: 第155回 日本獣医学会
  • 発表場所: 東京大学（東京）
  • 年月日: 20130328-20130330
• [学会発表] First Molecular Identification of Leishmania major in Sergentomyia ingrami from Cutaneous Leishmaniasis Outbreak Focus in Ghana (2013)
  • 著者名/発表者名: Chukwunonso O Nzelu、Kwame Desewu、Anita Ghansah、Naiki Puplampu、櫻井達也、Delphina A Adabie-Gomez、Michael D Wilson、片倉 賢、加藤大智、Daniel A Boakye
  • 学会等名: 第155回 日本獣医学会
  • 発表場所: 東京大学（東京）
  • 年月日: 20130328-20130330
• [学会発表] サシチョウバエLutzomyia ayacuchensis 唾液腺由来の新規血小板凝集阻害物質 ayadualin (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤大智、藤田 恵、櫻井達也、片倉 賢、橋口義久
  • 学会等名: 第155回 日本獣医学会
  • 発表場所: 東京大学（東京）
  • 年月日: 20130328-20130330
• [学会発表] 吸血性サシガメTriatoma dimidiata唾液腺由来の新規血液凝固阻害物質dimiconin (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤 大智、石丸 由佳、櫻井 達也、片倉 賢、橋口 義久
  • 学会等名: 第154回 日本獣医学会
  • 発表場所: 岩手大学（盛岡市）
  • 年月日: 20120914-20120916
• [学会発表] ミャンマー連邦におけるウシのピロプラズマ病の疫学調査 (2012)
  • 著者名/発表者名: 櫻井 達也、土佐 祐輔、清水 耕平、廣田 淳一、近 朋之、加藤 大智、片倉 賢
  • 学会等名: 第154回 日本獣医学会
  • 発表場所: 岩手大学（盛岡市）
  • 年月日: 20120914-20120916
• [学会発表] Genetic polymorphism of Chinese Leishmania infantum strains revealed by multilocus microsatellite analysis (2012)
  • 著者名/発表者名: Alam Mohammad、中尾 亮、櫻井 達也、加藤 大智、Chang K.-P.、Schönian Gabriele、片倉賢
  • 学会等名: 第154回 日本獣医学会
  • 発表場所: 岩手大学（盛岡市）
  • 年月日: 20120914-20120916
• [学会発表] 免疫不全aly/alyマウスの内臓リーシュマニア症における肝臓内原虫存続と制御性T細胞 (2012)
  • 著者名/発表者名: Tiwananthagorn Saruda、加藤 大智、櫻井 達也、岩渕 和也、阿戸 学、片倉 賢
  • 学会等名: 第154回 日本獣医学会
  • 発表場所: 岩手大学（盛岡市）
  • 年月日: 20120914-20120916
• [図書] 寄生虫学研究：材料と方法：皮膚リーシュマニア症病変からの診断用病原体材料の採取法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 三森龍之、麻生妙美、加藤大智、Eduardo A. Gomez、橋口義久
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 三恵社