吸血昆虫の囲食膜の機能解明とバリア機能強化による病原体伝播阻止法の開発

阐明吸血昆虫吞噬细胞膜的功能并开发通过强化屏障功能来防止病原体传播的方法

• 批准号: 21K19193
• 负责人: 加藤 大智
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Jichi Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19193/
• 关键词: 吸血昆虫; 腸内細菌叢; サシチョウバエ; ハマダラカ; リーシュマニア; マラリア; 腸内フローラ; 囲食膜; リーシュマニア原虫; マラリア原虫

吸血昆虫の中腸は、吸血によって哺乳類から取り込まれた病原体がはじめて遭遇する昆虫の体内環境で、ダイナミックな環境変化に適応して生存するためには様々なバリアが存在する。本研究では、吸血に伴って吸血昆虫の中腸に形成される囲食膜などのバリア機能に着目し、それが形成されるメカニズム、病原体侵入阻止に果たす役割の解明を目指す。本年度の研究実績の概要は次の通りである。1）抗生物質投与によってマラリア原虫の感染が亢進したハマダラカで発現変動する遺伝子を網羅的に解析した。これらの蚊では、マラリア原虫の感染防御に働くと報告されている免疫関連遺伝子群の有意な発現変動は見られなかった。一方、囲食膜関連遺伝子群や、近年他の節足動物から発見された新規抗菌ペプチドの相同分子の発現低下を認めた。2）抗生物質を処置した蚊やサシチョウバエにおいて、囲食膜の形成や機能（透過性）、囲食膜関連遺伝子の発現を検討した。抗生物質の投与によって囲食膜形成が阻害されていることが示唆された。3）コロニー飼育している3種のサシチョウバエの腸内細菌の解析を行った。このうち2種は近縁で同種の原虫を媒介し、残りの種は異なる原虫種を媒介する。同じ餌を用いて同じ環境で飼育しているにも関わらず、サシチョウバエ種によって腸内細菌叢が異なること、近縁種では類似した腸内細菌叢を持つことが明らかになった。このことは、サシチョウバエの腸内細菌は種による遺伝的背景によって規定されることを示している。4）血液や培地などの吸血成分が囲食膜等のバリア形成に及ぼす影響を検討するため、蚊やサシチョウバエの人工吸血系の改良を行っている。吸血装置、膜の選択、原虫のステージなどを組み合わせて最適な方法を検討中である。5）解剖することなく原虫の発育を観察するため、蛍光タンパク質発現リーシュマニア原虫を感染させたサシチョウバエを透明化して観察する系の確立を試みている。

吸血昆虫的中肠是昆虫的内部环境，在这些环境中，首先遇到了从哺乳动物那里吸取的病原体，并且通过适应动态的环境变化，有各种障碍可以生存。这项研究的重点是屏障功能，例如在吸血时在吸血昆虫中形成的封闭膜，旨在阐明它们形成的机制以及它们在防止病原体侵袭中所起的作用。今年研究结果的概述如下。 1）我们全面分析了在海葵中波动的基因，海葵的感染是通过抗生素给药增强的。在这些蚊子中，没有观察到与免疫相关基因的显着表达变化，据报道是寄生虫感染的保护剂。另一方面，近年来已经观察到在其他节肢动物中发现的渗透性膜相关基因的同源分子表达和新型抗菌肽的表达降低。 2）我们研究了渗透膜的形成，功能（渗透率），并研究了与渗透膜相关的基因的表达。有人提出，抗生素给药抑制了周围膜的形成。 3）我们分析了菌落中三种沙蝇的肠道细菌。这些物种中的两个与原生动物相同的物种密切相关，而其余物种则是从不同原生动物传播的。尽管使用相同的食物将其保存在相同的环境中，但据显示，肠道菌群因沼泽蝇物种而有所不同，并且密切相关的物种具有相似的肠道菌群。这表明围巾蝇的肠道细菌是由物种遗传背景定义的。 4）为了检查诸如血液和培养基等血液吸血成分的影响，对周围的饮食膜，人造血液吸血系统和吞咽蝇的形成。目前，我们正在考虑通过将吸血装置，膜选择，原生动物阶段等组合在一起来考虑最佳方法。5）为了观察原生动物而不解剖的发展，我们正在尝试建立一种可以使原生动物感染的吞咽蝇感染的系统，这些系统已感染了被炎蛋白质蛋白质蛋白质表达的Leishmania蛋白酶原生动物。

项目成果

ムシを運ぶムシ リーシュマニア症のベクター調査

利什曼病媒介调查：携带昆虫的昆虫

• 发表时间: 2022
• 作者: 山本大介;水島大貴;加藤大智;加藤大智
• 通讯作者: 加藤大智

ペルー共和国北部アンデス地域におけるリーシュマニア症のベクター調査

秘鲁共和国安第斯山脉北部地区利什曼病媒介调查

• 发表时间: 2022
• 作者: 加藤大智;久保 誠;Abraham G. Caceres
• 通讯作者: Abraham G. Caceres

Ayaconin, a novel inhibitor of the plasma contact system from the sand fly Lutzomyia ayacuchensis, a vector of Andean-type cutaneous leishmaniasis

Ayaconin，一种来自沙蝇 Lutzomyia ayacuchensis 的血浆接触系统的新型抑制剂，沙蝇是安第斯型皮肤利什曼病的载体

• DOI: 10.1016/j.actatropica.2022.106602
• 发表时间: 2022
• 期刊: Acta Tropica
• 影响因子: 2.7
• 作者: Kawahori Satoru;Seki Chisato;Mizushima Daiki;Tabbabi Ahmed;Yamamoto Daisuke S.;Kato Hirotomo
• 通讯作者: Kato Hirotomo

Leishmaniasis: field-to-lab & lab-to-field

利什曼病：现场到实验室

• 发表时间: 2021
• 作者: Komatsu M;Kurusu R;Fujimoto Y;Morishita H;加藤大智
• 通讯作者: 加藤大智

エクアドルに分布するリーシュマニア原虫の核遺伝子とキネトプラスト遺伝子の比較解析

厄瓜多尔利什曼原虫核和动质体基因的比较分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 加藤大智;Eduardo A. Gomez;関千里;Ahmed Tabbabi;山本大介;橋口義久
• 通讯作者: 橋口義久