マラリア原虫の新規アルテミシニン強耐性株の解析と耐性遺伝子の同定

新型青蒿素耐药疟原虫菌株分析及耐药基因鉴定

基本信息

批准号：
22KJ1203
负责人：
窪田理恵
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1203/
关键词：
熱帯熱マラリア原虫アルテミシニン薬剤耐性

项目摘要

本研究は、既知のアルテミシン遺伝子 (Kelch13)変異をもたない、アルテミシニンに強い耐性を示す原虫（アルテミシニン強耐性株）の新規アルテミシニン耐性遺伝子の同定し、薬剤耐性原虫対策に貢献することを目的とする。本年度、アルテミシニン強耐性株の性状解析を行った。強耐性株はアルテミシニンだけではなく、パートナードラッグにも耐性を示し、多剤耐性原虫であることを明らかとなった。この原虫のアルテミシニン耐性を示す発育期はKelch13変異をもつ耐性株と同じ発育期であったが、この原虫にKelch13変異を導入したところ、アルテミシニンの耐性が増強されなかったことから、強耐性株のアルテミシニン耐性機構はKelch13変異由来耐性機構とは異なる可能性が示唆された。加えて、強耐性株とアルテミシニン感受性株およびKelch13変異アルテミシニン耐性株の全ゲノム塩基配列を同定しSNPs解析や、発育期ごとのトランスクリプトーム解析を進めている。マラリア原虫人工染色体によるゲノムDNAスクリーニングを用いて新規薬剤耐性遺伝子同定するために、制限酵素による限定分解したDNA断片を人工染色体プラスミドに組み込んだゲノムDNAライブラリー構築を進めている。これまでに、ゲノムDNAライブラリーを原虫に遺伝子導入することで、どのくらい多種なインサートDNA配列をもつ原虫集団を一度の実験で作成できるか(DNA被覆率)を、長鎖DNA配列解析が可能なナノポアシークエンサーを用いることで算出することができたため、必要遺伝子導入数が判明した。今後は遺伝子導入を繰り返し行い、インサートDNA配列が強耐性株全ゲノムを被覆する原虫集団を作出し、アルテミシニンによる薬剤選択し、新規アルテミシニン候補遺伝子の同定を進める。

本研究的目的是在不具有已知青蒿素基因（Kelch13）突变且对青蒿素高度耐药（强青蒿素菌株）的原生动物中鉴定新的青蒿素耐药基因，并为针对药物的对策做出贡献- 耐药原虫。今年，我们分析了青蒿素高度耐药菌株的特征。这种高度耐药的菌株不仅对青蒿素表现出耐药性，而且对伙伴药物也表现出耐药性，这表明它是一种多重耐药原虫。该原虫表现出青蒿素抗性的发育时期与带有Kelch13突变的抗性菌株相同，但当该原虫中引入Kelch13突变时，青蒿素抗性并未增强，提示青蒿素抗性机制可能是这样的。与Kelch13突变衍生的耐药机制不同。此外，我们还鉴定了强抗性菌株、青蒿素敏感菌株和Kelch13突变青蒿素抗性菌株的全基因组序列，并正在进行各发育阶段的SNP分析和转录组分析。为了利用疟原虫人工染色体进行基因组DNA筛选来鉴定新的耐药基因，我们将用限制性酶消化的DNA片段整合到人工染色体质粒中，构建基因组DNA文库。到目前为止，我们已经能够进行长链 DNA 序列分析，以确定通过使用基因组 DNA 文库将基因引入原生动物，可以在一次实验（DNA 覆盖）中创建多少种具有不同插入 DNA 序列的原生动物种群。找到了需要引入的基因数量，因为它可以使用纳米孔测序仪计算出来。未来，我们将重复基因转移，创建一个寄生虫群体，其中插入的DNA序列覆盖高耐药菌株的整个基因组，选择基于青蒿素的药物，并继续鉴定新的青蒿素候选基因。