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。

这项研究旨在鉴定未携带已知青蒿基因（kelch13）突变的原生动物（青蒿素抗性菌株）的新型青蒿素耐药基因，并表现出对贫蝶呤的耐药性，并有助于对抗药物抗药性原生动物。今年，分析了青蒿素抗性菌株的特性。抗性菌株不仅对青蒿素具有抗性，而且对伴侣药物具有抗性，并且已经发现它是一种多药耐药的原生动物。该原生动物的生长周期表现出赤道辛耐药性与kelch13突变的抗性菌株的增长相同，但是当将kelch13突变引入该原生动物时，赤肌蛋白的抗性并没有增强，表明抗甲氨会抗性菌株的抗性机制可能与KelCh13突变相差。此外，鉴定出强抗性菌株，青蒿素敏感性菌株和kelch13突变体抗甲弥弥漫性毒素菌株的整个基因组核苷酸序列，并分析SNP并在每个发育阶段进行转录组分析。为了使用基因组DNA筛选使用疟疾寄生虫的人工染色体鉴定新型耐药性基因，我们目前正在努力构建一个基因组DNA文库，其中已通过限制性酶降解的DNA片段掺入人造染色体质粒中。到目前为止，通过将基因组DNA文库转染到原生动物中，可以在一个实验（DNA覆盖率）中计算出有多少种不同的带有插入DNA序列的原生动物种群，可以使用能够分析长期链式DNA序列的纳米孔序列，并确定了所需的Gene Transfers数量。将来，将重复基因转移，并在插入DNA序列覆盖强抗性菌株的整个基因组，使用阿耳震蛋白选择药物并鉴定新的候选小氨基氨酸蛋白酶基因的整个基因组，将创建原生动物种群。