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- 【プレスリリース】寄生性扁形動物にはプラナリアに性を誘導する物質が含まれている ～「顧みられない熱帯病」、吸虫症撲滅を目指した創薬開発の手がかりにも～
【プレスリリース】寄生性扁形動物にはプラナリアに性を誘導する物質が含まれている ～「顧みられない熱帯病」、吸虫症撲滅を目指した創薬開発の手がかりにも～
農学部 共同獣医学科
関まどか
獣医寄生虫学
ポイント
- プラナリアを無性状態から有性状態に誘導することのできる有性化因子が寄生性扁形動物である単生類（主に魚類に感染）や吸虫類（主にヒト?家畜に感染）にも含まれていることを明らかにしました。
- メタボローム解析とトランスクリプトーム解析により、卵巣誘導物質を18種類同定しました。そのうち6種類はプリン代謝に関わる化合物であることから、プリン代謝が有性化機構に重要であることが示唆されました。
- プラナリアで知られていた有性化因子が寄生性の扁形動物にまで広く保存されていたことは、その下流のメカニズムも単生類?吸虫類の性成熟において保存されている可能性を強く示唆します。今後、安全なプラナリアをプラットフォームにして、有性化因子を出発とした性成熟の分子機構の解明や創薬研究が進めば、単生類?吸虫類による健康被害や経済的損失の軽減につながることが期待されます。
概要
自由生活性のプラナリアから派生したといわれる寄生性の単生類?吸虫類は扁形動物の中で最も繁栄しているグループです。これらの寄生虫の多くが宿主依存的に無性世代と有性世代を切り替えており、この生殖様式の転換が彼らの繁栄の礎になっています。とくに吸虫類は、有性世代でわれわれヒトを含む哺乳類の内臓（肝臓や肺など）に寄生し吸虫症の原因となり、「顧みられない熱帯病」として世界規模での問題となっています。一方、プラナリアは季節などの環境要因で、分裂?再生による無性生殖と、生殖細胞を形成して他個体と交配する有性生殖を切り替えます。プラナリアでは無性個体に有性個体をエサとして与えることで無性状態から有性状態に誘導（有性化）できることが古くから知られていて、このことは有性個体に「有性化因子」と呼ぶ生理活性物質が含まれていることを意味しています。私たちは有性化因子を同定することで、これを手がかりにプラナリアの生殖様式転換の仕組みを解明できると考え研究を行ってきました。
本研究では実験的に有性状態への転換をうながすことができるプラナリア、リュウキュウナミウズムシ（図1）を用いて、無性状態から有性状態に誘導することのできる有性化因子が、プラナリアとはかなり遠縁の寄生性のグループにも含まれていることを高速液体クロマトグラフィーによる分画解析によって明らかにしました。この予想外の結果から、一見、全く異なる現象にみえるプラナリア有性化機構が単生類?吸虫類の性成熟の過程でも保存されていることが示唆されました。また、有性化因子を含んでいることがわかっているプラナリア卵カプセルを材料にしたトランスクリプトーム解析やメタボローム解析によって、有性化を促進する物質として働く卵巣誘導物質が18種類同定され、そのうち6種類はプリン代謝に関わる化合物であることから、プリン代謝が有性化機構に重要であることが示唆されました。本研究の成果は今後、広く扁形動物門に保存された有性化因子を出発とした分子機構の解明につながり、将来的には、有性化（性成熟）を阻害するアンタゴニストを作製することで、顧みられない熱帯病とされる吸虫症による健康被害の軽減などにつながるという波及効果が期待されます。
本研究成果は、2023年1月20日に国際科学誌「iScience」に掲載されました。
掲載論文
題 目：Sex-inducing effects toward planarians widely present among parasitic flatworms
著 者：Kiyono Sekii*, Soichiro Miyashita, Kentaro Yamaguchi, Ikuma Saito, Yuria Saito, Sayaka Manta, Masaki Ishikawa, Miyu Narita, Taro Watanabe, Riku Ito, Mizuki Taguchi, Ryohei Furukawa, Aoi Ikeuchi, Kayoko Matsuo, Goro Kurita, Takashi Kumagai, Sho Shirakashi, Kazuo Ogawa, Kimitoshi Sakamoto, Ryo Koyanagi, Noriyuki Satoh, Mizuki Sasaki, Takanobu Maezawa, Madoka Ichikawa-Seki*, and Kazuya Kobayashi*（*: 責任著者）
誌 名：国際科学誌 iScience
ＤＯＩ：10.1016/j.isci.2022.105776
本研究は科学研究費補助事業、科学研究費補助事業、新学術領域研究「動物における配偶子産生システムの制御」（課題番号26114501、16H01249）、科学研究費補助事業、新学術領域研究「配偶子インテグリティの構築」（課題番号19H05236）、科学研究費補助事業、基盤研究(B)（課題番号19H03256）、科学研究費補助事業、若手研究（課題番号19K16175）、弘前大学次世代機関研究によって支援されました。
本研究成果の詳細は、以下のプレスリリースをご覧ください。