鳥　寄生虫

Publication loadedmenuCLOSE7/10searchmore_horizPage 1 of 10© 2023 The Authors. Journal of Avian Biology published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Nordic Society Oikos本論文は、Creative Commons Attribution Licenseの条件に基づくオープンアクセス論文であり、原著が適切に引用されていれば、あらゆる媒体での使用、配布、複製を許可する。主題編集者：Subject Editor: Lu Dong Editor-in-Chief: Staffan Bensch Accepted 11 November 2022
doi: 10.1111/jav.03027001-102023: e03027

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/jav.03027

JOURNAL OF AVIAN BIOLOGYwww.avianbiology.orgJournal of Avian Biology最近のマイクロバイオーム研究の拡大により、レジデント微生物コミュニティと血液寄生虫リスクの関連が明らかになり、将来的にプロバイオティクスなどの微生物病治療の可能性が確立されています。しかし、この分野は主にヒトやモデル生物に焦点が当てられており、野生集団や非哺乳類における微生物群集が寄生虫感染に直接的・間接的にどのような影響を与えるかについては不明な点が多く残されている。野鳥におけるこのような知識基盤に貢献するため、我々は米国で野生のユーラシアツバメ（Passer mon-tanus）から糞便および血液サンプルを採取し、血液寄生虫感染と腸内マイクロバイオームとの関連性を検証した。末梢血から81サンプルを採取して原虫とヘモプロテウスについて広範な分子アプローチを用いて検査し、糞便サンプルを代理として腸内細菌叢の特徴を明らかにした。 アルファおよびベータ多様性は、検出された原虫感染によって有意に変化しなかった。 しかし、Differential abun-dance解析により、多くの有意に変化する細菌が浮き彫りにされ、Plasmodiumに感染した鳥ではProteobacteriaとFirmicutesという植物門に最も多く存在することが示された。キーワード：鳥類マイクロバイオーム、血液寄生虫、腸内マイクロバイオーム、原虫、スズメ はじめに鳥類のマラリア原虫は世界的に分布しており、蚊を媒介とする原虫属の寄生体は南極を除くすべての大陸で発見されている（Fecchio et al.2021年）。原虫種や他のヘモスポリジウム寄生虫は、飼育下でも野生でも、免疫的にナイーブな鳥類に高い死亡率をもたらすことがある（Hernandez-Colina et al.2021）。例えば、ハワイに蚊の媒介するレリクタム原虫が持ち込まれたとき、その導入により多くのハワイ原産の鳥類の個体数が激減し、絶滅した（Warner 1968, LaPointe et al.2012, Liao et al.2017 ）。Eurasian tree sparrowのPlasmodium感染に関連する長い進化の腸内マイクロバイオーム構成を持つ鳥類Sage D. Rohrer✉1, Briana Q. Robertson1, Lon M. Chubiz1 and Patricia G. Parker1,21Dept of Biology and Whitney R. Harris World Ecology Center, Univ. of Missouri-St.Louis, St.Louis, MO, USA2WildCare Inst: Sage D. Rohrer (sdrq5f@umsl.edu)Research article10Page 2 of 10history with malaria parasites generally exhibit the higher tol-erance to infection, but negative effects including decreased fitness and mortality are still observed (Marzal et al. 2005, Lachish et al. 2011, Ilgūnas et al. 2019).マラリア原虫は、感染に対して高い耐性を示す。マラリア原虫は、鳥類宿主の体内で複雑な生活段階を経ます。 マラリア原虫は、蚊を媒介として宿主に侵入した後、皮膚や組織細胞に侵入し、何段階もの赤血球前性無性生殖を経て、メロゾイトを生成します（Valkiunas 2005）。その後、一部のメロゾイトは赤血球に侵入し、赤血球内（赤血球内メロゴニー）と宿主組織内（赤血球外メロゴニー）で同時に無性生殖を続ける（LaPointeら2012、ValkiūnasとIezhova 2017）。 配偶子形成（配偶子細胞の産生）は一部の感染赤血球内で起こり、配偶子細胞はベクターに取り込まれて寄生虫のライフサイクルの有性生殖段階を継続するまで赤血球内に留まる（Valkiunas 2005）。鳥類の宿主への感染は通常、急性期と慢性期の2段階で起こる（van Riper et al. 1986, Asghar et al. 2012, LaPointe et al.） 最も高い寄生虫血症レベルは、最初の急性期に発生し、典型的には約2週間以内ですが、最初の投与量と多くの宿主特異的要因により、感染の時期が変化します（van Riperら、1986、Atkinsonら、1995）。 急性期を迎えた鳥はしばしば重度の貧血に陥り、死亡した鳥の剖検では一般的に肝臓や脾臓が腫れ、異常な色をしていることが判明する (van Riper et al. 1986, LaPointe et al. 2012)。 生存している鳥類では、急性期の後に慢性感染が続くことが多く、これは何年も続くことがあり、長期的な体力への影響と関連している（Manwell 1934, LaPointe et al.2012, Asghar et al.2015 ）。寄生率が低下し慢性期に入った後でも、外赤血球の侵入により脳毛細血管が閉塞し、脳虚血となることで突然の罹患につながることがあります（Ilgūnas et al.2016）。鳥類のマラリア感染リスクは、多くの要因によって異なります。生息地および／または気温は強い影響を与える可能性があり、標高の低い場所では気温が高く、寄生虫の発生段階であるベクター期に最適であることがあります（LaPointe et al.2010）。 移動や営巣などの行動変化は感染率に影響を与える可能性がある。最近のある研究では、巣の世話をよくする一部の鳥は、特に開いた巣を持つ鳥において、同じ地域のブルードパラサイトよりも大幅に高いヘモスポリジウム感染率を示すことがわかった（Ganser et al.2020年）。 このような育児コストは、営巣に伴う生理的変化の結果、あるいは営巣中のベクター回避能力の低下によるものと考えられる（Ganser et al.2020）。宿主の遺伝学も疾病リスクの重要な予測因子であり、多くの研究が主要組織適合性複合体遺伝子とヘモスポリジウム寄生虫の感染または感染強度との間に有意な相関関係があることを示している（Sommer 2005、Westerdahlら2005、Bonneaudら2006、Loiseauら2008）。こうした感染リスクの多くの予測因子に加えて、最近のいくつかの研究では、主に実験環境内の哺乳類の系において宿主マイクロバイオームとマラリアへの感受性が関係することが示されている。 例えば、Plasmodium yoeliiに対する耐性マウスは、遺伝的に類似した感受性マウスと比較して、細菌遺伝子の異なる本質的な発現を示す（Stough et al.） また、耐性マウスは、腸内マイクロバイオームにおいてラクトバチルスとビフィドバクテリウムの著しい濃縮を示す（Villarino et al.2016年）。 珍しいフィールド例では、マラリア原虫の感染率が高い季節に縦断的に採取されたヒトの便サンプルが、マラリア感染リスクと相関する細菌群集プロファイルを明らかにしました。原虫による感染は、マイクロバイオームにおけるディスバイオーシスを引き起こす可能性があり、マウスにおけるベルゲイ原虫感染は、細菌群の変化だけでなく、腸の物理的変化（腸の短縮や透過性の増加など）を伴う（Taniguchi et al.2015年）。例えば、マウスにLactobacillus caseiを注射すると、Plasmodium chabaudiに対する抵抗性が付与され、寄生虫負荷が減少し、感染期間が短くなる（Martínez-Gómez et al.2006）。感受性または抵抗性マウスから新しい無菌マウスに糞便マイクロバイオームを移植することで、同様にリスクまたは抵抗性を移転することができる（Villarino et al.2016）。 感受性マウスに抗生物質を投与した後、乳酸菌とビフィドバクテリウムを含むヨーグルトプロバイオティクスを投与すると、寄生虫感染強度が低くなることもあります（Villarino et al.2016）。 これらの例では、抵抗性の事前メカニズムは不明ですが、宿主免疫反応のレベルの増加は、マウスの感染重症度の低下と相関しており（Villarinoら、2016）、マイクロバイオーム、宿主免疫系、病原体感染の相互関係を示唆しています。マイクロバイオーム-プラスモジウムの関連性の一つの機構的説明は、パラサイト侵入前の免疫系の細菌のプライミングによるものかもしれません。 病原体は、ヒト、類人猿、旧世界ザル（Galiliら、1988）および鳥類を含む他の非哺乳類脊椎動物（Yilmazら、2014b、Mateos-Hernándezら、2020）において免疫反応を引き起こすα-gal（α-Gal）という糖鎖エピトープをコムモンで発現する。 α-galの産生は、いくつかの原虫種で確認されており、胞子虫の表面に発現している（Yilmaz et al.2014b）。α-galに対する特異的な抗体は、抗体レベルが発熱性マラリアの転帰を予測するものではないが、原虫感染に対する抵抗力が高いヒトで高い（Yilmazら、2014年b）。注目すべきは、（α-galを発現する能力を欠く）「ヒト様」マウスに抗生物質を投与し、α-galの高い発現を示す大腸菌株O86：B7を接種すると、α-gal抗体産生の増加および抗体を介したスポロゾイトの遮断による原虫によるコロニー形成に対する抵抗性の増加を示す（Yilmaz他、2014年b号）。このように、哺乳類におけるマイクロバイオームと原虫感染との間の間接的な影響を示す証拠がある一方で、鳥類のシステムでこの相互作用が起こるかどうかは依然として不明である。哺乳類マラリアと鳥類マラリアは、鳥類マラリアでは組織感染がより広範囲に及び、疾患がより重症化する傾向があるものの、病態において多くの類似点があり（Ilgūnas et al. 2016、Valkiūnas and Iezhova 2017, 2018）、寄生虫侵入に対する微生物の影響が哺乳類だけでなく鳥類にも存在することはもっともである。 この潜在的な関係を検証する数少ない研究の1つは、家スズメPasser domesticus(Videvall et al. 2021)のウロピ腺マイクロバイオームに焦点を当てたものであった。マイクロバイオームのαまたはβ多様性と感染状態の間に相関は認められなかったが、いくつかの尿道口腺細菌は、感染した鳥と感染していない鳥の間で差異的に存在した（Videvall et al.2021）。腸内マイクロバイオームが鳥類の血液寄生虫感染に影響を与えるかどうか、あるいはその逆かどうかは、依然として未解決の問題である。ここでは、腸内マイクロバイオームのいくつかの多様性と存在量の尺度が、野生のユーラシアツバメ Passer montanusの原虫感染と相関しているかどうかを検証している。この地域的に豊富な種は、1870年にミズーリ州セントルイスに導入され、約20個体の創設集団となった（Louis and Barlow 1988）。 範囲拡大は限られた範囲で北上し、このスズメは現在、主にミズーリ州北部、イリノイ州、アイオワ州に生息している（Burnett et al.2017）。 以前の研究では、ユーラシア大陸のツバメの地域集団におけるヘモシロチョウの寄生虫感染が60%にも上ると報告されています（Lee et al.） この導入鳥種は、マラリア原虫への感染歴が知られている保全懸念の低い種において、腸内マイクロバイオームと血液寄生虫感染との関連を調べる機会を提供する。我々は、ユーラシアツバメのマイクロバイオームの群集組成または特定のメンバーの存在が、血液寄生虫感染に対する抵抗性または感受性を与える可能性があると仮定した。 原虫に感染した個体ではα多様性が低く、感染状況によってグループ分けされた鳥の間ではβ多様性に基づく有意なクラスタリングが見られると予想された。 哺乳類における先行研究の結果に基づき、Lactobacillus、Bifidobacterium、StreptococcusまたはEscherichia/Shigellaなどのグループにおいて、感染鳥と非感染鳥で豊富さが異なる細菌を予測した（Yoseph et al.2015、Villarino et al.2016）。 方法ミズーリ州セントルイス郡の2地点（ウェブスター・グローブスの住宅地とコロンビア・ボトム保全地域のビジターセンター（住宅地に直接隣接））で、ユリカモメの成鳥と幼鳥（n = 81）を霧除けネットで捕獲した。これらの地点はおよそ20マイル離れている。 糞は、サンプリング前にアルコールで拭き取った二重床の袋を使って、それぞれの鳥から採取された。
糞のサンプルは、袋の底にある針金の床からすぐ下の清潔な表面に落ちる（Knutie and Gotanda 2018）。 鳥は個体識別のためにバンドを付け、翼弦や体格などの基本的な計測を行った。 上腕静脈から少量の血液サンプル（< 50μl）を採取し、Longmireの溶解液（Longmire et al. 1997）で保存し、薄い血液塗抹標本とした。スライドは1時間以内にメタノールで固定し、その後ギムザで染色した。すべての鳥は処理後放鳥した。血液寄生虫検査血液サンプルのDNAは、標準的なフェノール-クロロホルム法で抽出した。DNAサンプルは、ネステッドPCRプロトコルを用いて、血液中の原虫/ヘモプロテウスについて3連で検査された。このプロトコルは、第1反応にプライマー対HAEMNFとHAEMNR2を、第2反応にプライマーHAEMFとHAEMR2を用いてチトクロームBの領域を増幅する（Waldenström et al.2004)。すべての陽性アンプリコンを Eurofins Genomics LLC のサンガー配列決定に送り、各陽性アンプリコンと、場合によっては重複アンプリコン（個体あたり最大3重複）に対してフォワードおよびリバースリードを得た。高品質のフォワードおよびリバーストレースファイルと重複は GEAR Genomics (www.gear-genomics.com/) 上の「Pearl」ツールを用いて組み立てた (Rausch et al. 2020)。アセンブリから得られたコンセンサス配列は、MalAviデータベース(Bensch et al. 2009)のBLASTツールを用いて既存の寄生虫配列と照合された。 組み立てられた痕跡は概ね生の痕跡と同じ系統に一致したが、コンセンサス配列を使用することで、ほとんどの場合、系統の一致率が大幅に向上した。系統の一致率が100%未満のサンプルは、再増幅し、再度配列を決定した。 16S rRNA遺伝子の配列決定と処理Qiagen Power Fecal Pro DNA Kitを用い、メーカーの説明書に従って凍結糞便サンプルからDNAを抽出した。少なくとも〜20 ngのDNA（Qubit蛍光光度計で測定）を有する抽出DNA試料を、Kozichら（2013）に記載のV4プライマーおよび方法を用いて、V4領域の16S rRNA遺伝子配列決定のためにUniversity of Michigan Medical School Microbiome Coreへ送付した。サンプリングおよび抽出プロトコルのネガティブコントロールも配列決定ラン用に送付し、2回の配列決定ランのそれぞれについて、ネガティブ配列決定コントロール（水）およびポジティブ配列決定コントロール（ZymoBIOMICS Microbial Community Standard）をMicrobiome Coreが追加で送付した。ポジティブ抽出コントロール（ZymoBIOMICS Gut Microbiome Standard）は、糞便サンプルと一緒に抽出され、2回目のシーケンスランに含まれた。 得られたシーケンスリードは、Dada2パイプライン（Callahan et al.2016）を用いて処理した。品質フィルタリングおよびトリミングは、推奨されるDada2フィルタリングステップを用いて実施し（250～256 bp長のマージリードのみを残す）、SILVA v138を参照として使用してアンプリコン配列バリアント（ASV）に分類を割り当てた（Yilmaz et al.2014a ）。ミトコンドリア、葉緑体、または古細菌に一致するリードは削除されました。 Dada2によるフィルタリングの結果、2つの微生物群集標準において期待されるすべての属が検出され（参考情報）、未分類のリードおよび潜在的な汚染は最初の実行では〜0%、2番目の実行では〜0.15%でした。 しかし、低存在量のSalmonella（期待存在量0.009%）はパイプラインによって腸内細菌科のAquamonasと誤分類され、期待存在量が最も低い2つの細菌、Enterococcus（0.0009%）とClostridasは、腸内細菌科に属する細菌として分類されたようであった。 このことは、より豊富な細菌群集はこのパイプラインで確実に検出されるが、最も希少な細菌群集はうまく検出されない可能性があることを示している（Supporting information）。 フィルタリングされたリードは、Rパッケージphyloseq (McMurdie and Holmes 2013, www.r-project.org)を用いて解析するためにRにインポートされました。ネガティブコントロールを使用して、Rパッケージdecontamで確率の高い汚染ASVを決定し、その後、検出された2つの汚染ASVをすべてのサンプルから削除した（Davis et al.2018）。 4000リード未満のサンプルは除外された。フィルタリング手順の後、末梢血で原虫感染が明らかな14羽と感染が検出されなかった67羽を含む81のサンプル-が分析に含まれた。 差異存在量分析フィルタリングされたリードは、Rパッケージphy-loseqを用いてさらに刈り込まれ、少なくとも5％のサンプルで少なくとも3回見つかった分類群に制限された。その後、phyloseqオブジェクトをDESeq2形式に変換し、DESeq2をデフォルト設定（データ正規化ステップを含む）で実行し、モデル内のシーケンス実行、年齢、季節および場所をコントロールしながらPlasmodium状態に基づいて差分分類群を同時にテストしました（Love et al.） 非感染者はDESeq2の基準レベルとして設定された。偽発見補正はBenjamini and Hochberg法を用いて行い、偽陽性の確率を下げるためにα=0.01を用いて修正p値をフィルタリングした（Benjamini and Hochberg 1995）。ここでは、修正p-value < 0.01のASVのみを報告します。αおよびβ多様性フィルタリングしたサンプル（DESeq2の追加プルーニングなし）を、phyloseqでサンプルあたり4005リードにサブサンプルし、4000以上のリード数が最も低いサンプルと一致させました。 phyloseqでは、希薄化したASVテーブルに基づいて、Observed richnessとShannon Diversityを算出した。 グループ間のα多様性の有意な変動は、配列決定ラン、場所、季節、年齢をモデルに含めたANOVAを使用してRで検定した（Supporting information）。 ベータ多様性は、Bray-Curtis非類似度を使用して希薄化ASVテーブルから計算し、phyloseqおよびggplot2（Wickham et al.2019）を使用して可視化した。 感染群と非感染群間のベータ多様性の有意性は、Rパッケージvegan（Anderson and Walsh 2013, Anderson 2017, Oksanen et al.2019）を用いて、配列決定ランを制御し、季節、場所、年齢をモデルに含めたPERMANOVAを用いて評価された。 有意なPERMANOVAの結果は、分散が交絡因子であるかどうかを判断するためにPERMDISPで確認した（Anderson and Walsh 2013, Oksanen et al. 2019）。結果すべての寄生虫配列はPlasmodiumとして分類された（表1）。2つの系統、SEIAUR01とWW3は、Webster GrovesとColumbia Bottom Conservation Areaの両方で検出された。 3番目の系統であるPADOM11は、コロンビアボトムでのみ検出された。この2つの場所で検出された原虫の有病率は、Webster Grovesで14％（7/47）、Columbia Bottom CAで20％（7/34）で、このサンプルセット（14/81）では合計17％であった。16S rRNA遺伝子配列解析の結果、これらの群集の主要な細菌群は、ファーミキューテス、プロテオバクテリア、アクチノバクテリアであることがわかった（図1）。 また、分類学的な観点から見た細菌群集の構成は非常に多様であり、1%以上の割合で17の細菌ファミリーが検出された。 アルファ多様性は、感染状態やその他の変数によって有意に変化することはなかった（Supporting information）。Bray-Curtis dissimi-larityに基づく主座標分析では、2つのグループ間にかなりの重複が見られた（図2）。グループ間のβダイバーシティの変動を検定するPERMANOVAは、各サイトの別々のモデルに配列決定ラン、季節、年齢をこの順に含めても、感染状態に基づくいずれのサイトでも有意ではなかった、あるいは表1. サンプリングサイト総サンプル数総陽性数SEIAUR01WW3PADOM11Webster Groves477340Columbia Bottom CA347322Page 5 of 10場所をコントロールする複合モデルにおいて（Columbia Bottom、PERMANOVA、R2=0.02702、p=0. 02702, p = 0.5658; Webster Groves, PERMANOVA, R2 = 0.02197, p = 0.2396; combined, PERMANOVA, R2 = 0.01329, p = 0.2110; Supporting information). 複合モデルでは、場所（PERMANOVA, p = 0.0001, R2= 0.03678; PERMDISP, p = 0.655）と季節（PERMANOVA, p = 0.0001, R2= 0.07285; PERMDISP, p = 0.002）で有意なベータ多様性の変化が見られたが、シーケンスランでは見られなかった（PERMANOVA, p = 0. DESeq2解析では、シークエンスラン、年齢、季節、場所を制御した場合、感染鳥と寄生虫が検出されなかった鳥の間で有意に異なるいくつかの細菌分類群が同定された（図3）。 10の細菌クラスにおける27のASVが、調整されたp値に基づいて有意に変動した。 6つのASVはBacilliクラス、6つはGammaproteobacteriaクラス、5つはActinobacteriaクラス、4つはAlphaproteobacteriaクラスに属し、残りのクラスはそれぞれ1つのASVで表されていた。 最も高い塩基平均（>15）を持つ7つのASVのうち4つは、Streptococcus（97.362）、Ligilactobacillus（40.189）、Staphylococcus（30.11）、Weissella（18.363）からなるBacilliクラスでした（Supporting information）．
その他のASVで高い塩基平均値を示したのは、Gammaproteobacteriaクラスであった 図1. 血液寄生虫が検出されなかった個体と原虫に感染した個体における門（a）および科（b）レベルの相対的多様性（6 / 10ページ）（Shimwellia, 250.24 base mean, and Escherichia-Shigella, 18.78 base mean）とAlphaproteobacteria (Candidatus Tokpelaia, 54.177 base mean) （補足）討論これらの結果は、腸管マイクロバイオームと原虫感染間のASVレベルの関連性を指摘しているが、より広いコミュニティ構造への大きな変化にはつながっていない。DESeq2解析により、シーケンスラン、季節、場所、鳥の年齢による交絡効果を制御しながら、感染した鳥で差次的に豊富だった27の細菌ASV（フィルタリングステップ後の合計373のASVのうち）がハイライトされました。 しかし、αおよびβ多様性は、交絡変数で制御しながら、Plasmodium感染によって変化せず、感染状態は、2つのサイトを合わせたβ多様性の〜1.33％を説明するだけであった。 このように、腸内細菌と鳥類マラリア感染との間に小規模な関係があることが示唆された。哺乳類では腸内細菌叢と血液寄生虫感染の因果関係が明らかにされているが、鳥類で同様の関係を実証した研究は今回が初めてである。27種の異なる量のASVのうち、6種は細菌綱のBacilliとGammaproteobacteriaに属し、Alphaproteobacteriaと Actinobacteriaから5種が続いている。 Chloroflexia, Oligoflexia, Planctomycetes, Polyangia, Gitt-GS-136, Myxococciaはそれぞれ1つのASVで表現されていた。 属レベルの結果は非常に多様で、Ligilactobacillus（旧Lactobacillus）のような有益なグループから、Escherichia-Shigella、Pseudomonas、Shimwellia、Enterococcus、Streptococcus、Staphylococcus、Serratiaなどの病原性メンバー種を持つ多くの属の細菌を含んでいます (Devriese et al. 1994、Benskin et al. 2009)。驚くべきことに、病原性を持つ可能性のある細菌群のほとんどは、原虫に感染した鳥類では存在量が著しく減少し（有意に濃縮されたブドウ球菌を除く）、一方、有益と考えられるリギラクトバチルスは、感染した鳥類で有意に濃縮されていた。 これらの結果には、Streptococcus、Lactobacillus、Escherichia-Shigellaなど、原虫に感染した哺乳類で有意に異なることが判明している細菌群が含まれている（Yosephら2015、Villarinoら2016）。これらの結果の解釈は、どの非感染鳥がナイーブで、どれが以前にクリアまたは検出できない感染を持っていたか分からないため複雑です。さらに、急性感染症の鳥は霧除け網にかかる頻度が低いため（Lachish et al.2011）、本研究で検出された感染症の鳥のほとんどは、慢性感染症である可能性が高い。したがって、本研究で明らかになったバクテリヤ分類群と原虫感染との関連性の方向性を確認するためには、さらなる研究が必要であり、サンプルセット内の感染鳥の割合や全体のサンプルサイズを大きくすることが有益であると思われる。 また、血中寄生虫の感染が微生物群集の変化を促した可能性もある。 飼育下の鳥類に実験的に原虫を接種することを含む今後の研究は、初期の腸内マイクロバイオーム構造とコミュニティメンバーがどのように転帰を予測し、感染によって変化するかを理解するのに役立つだろうが、多くの種で飼育下と野生のマイクロバイオームの違いは、飼育下研究からの野生マイクロバイオームに関する推測を制限する（Alberdiら、2021、San Juanら、2021年）。鳥類を対象とした縦断的研究では、寄生虫曝露の前後に同じ個体からサンプリングすることで、野生集団におけるこの関係の方向性を明らかにすることが理想的である。 また、本研究で明らかになった細菌分類群は、コロンビアボトムCAWebster Groves-1.0-0.50.00.5-1.0-0.50.00.5-0.4-0.20.00.20-4軸1 [11.6%] 軸2 [7.9%] 感染・非感染 図2.CAWWebster Groves-1.0-0.50.00.5軸3:0,000,000,000,000 感染鳥対検出されなかった原虫感染鳥のブレイ・カーティス非類似度に基づくPCoA7/10ページ将来的には、この細菌の組み合わせによる治療が、制御された条件下で鳥のマラリア感受性に測定可能な影響を与えるかどうかを調べるなど、マイクロバイオームと血液寄生虫との間の間接的相互作用に取り組む。急速に進展する動物マイクロバイオーム分野は、動物における感染症予防または治療のためのプロバイオティクス使用に向けて転換し始めている（マッケンジーら2018、ステッドマンら2020年）。 例えば、抗真菌特性を有するプロバイオティクスは、新興真菌症であるツボカビ症（いくつかの両生類の絶滅に寄与している）に対する潜在的防御として、絶滅危惧種の両生類で探索されている（Woodhamsら、2016、Harrisonら、? 2020), 宿主の免疫系との相互作用は複雑であるが、アクチノバクテリアバシリガンマプロテオバクテリアクロロフレキシアアルファプロテオバクテリアオリゴフレキシアプランクトミセスポリアンギットGS-136ミクソコッカス30-20-1001020Log2倍変化クラスアクチノバクテリア門堅固なプロテクオブクテリアクロロフレキシア門アクチノバクテリアファミクテオバクテリア iBdellovibrionotaPlanctomycetotaMyxococcota(a)(b)NocardiaceaeStaphylococcaceaeErwiniaceaeJG30-KF-CM45 MoraxellaceaeLactobacillaceaeNocardioidaceaeAcetobacteraceaeRhizobiaceaeOligoflexaceaeGemmataceaeBeijerinckiaceaeBIrii41Yersiniaceae StreptococcaceaePlanococcaceaeEnterococcaceaeNakamurellaceaeMyxococcaceaeEnterobacteriaceaePseudomonadaceaeUnclassified-30-20-1001020Log2Fold 変化ファミリークラスActinobacteriaBacilliGammaproteobacteriaChloroflex iaAlphaproteobacteriaOligoflex iaPlanctomycetesPolyangiaGitt-GS-136MyxococciaFigure 3.log2倍を示すDESeq2の結果。DESeq2の結果、有意に異なる細菌クラス（a）およびファミリー（b）におけるlog2 fold changeを、感染していないサンプルを基準として示す。各ドットはASVを表す。log2 fold change値が正の分類群は、原虫感染者において有意に多く存在し、負の値は、感染者において有意に少なく存在する。 さらに、Aeromonas salmonicida感染からのマスの生存率を高める治療法として（Balcázarら、2007年）、ミツバチのアメリカフウロ病などの病気を防ぐために（Audisio 2017, Daisleyら、2020年）など、さまざまなシステムでプロバイオティクスを研究している。コメンサル菌（乳酸菌やビフィズス菌など）からなるプロバイオティクスは、商業用鳥類の細菌感染の重症度を下げるために、すでに家禽飼料に使用されている（Redweik et al.2020）。しかし、マイクロバイオームと疾病の関係、および特定のプロバイオティクスを使用して鳥類の予後を改善する方法の両方を完全に理解するには、まだ多くの作業が必要です。哺乳類におけるいくつかの研究では、微生物ベースの治療が血液寄生虫感染の重症度を調節する可能性がすでに実証されています。 制御された条件下で、原虫感染強度は、寄生虫感染前にマウスにプロバイオティクスを注射する（Martínez-Gómez et al. 2006）、耐性マウスから感受性マウスへのセカールマイクロバイオームの移植（Villarino et al.2016）、またはヨーグルトプロバイオティクスでマウスを処理（Villarino et al.） しかし、鳥類系では、マイクロバイオームと血液寄生虫の相互作用についてはほとんど知られていない。本研究の結果は、感染した野生のスズメで存在量に差があるいくつかの細菌分類群を示しており、野鳥における腸内マイクロバイオームと原虫感染の関係を調べる今後の研究の基礎とすることができる。 謝辞 - この研究に貴重な貢献をしてくれたフィールドおよびラボアシスタント、特にデータ収集を支援しプロジェクトにフィードバックを与えてくれたUMSL Parker Labのメンバーに感謝する。 また、ミズーリ州自然保護局とコロンビア・ボトム保全地域には、許可とサイトへのアクセスを提供していただき、感謝する。 本研究は、ミシガン大学医学部マイクロバイオームコアの一部支援を受けて実施した。 追加の配列決定は Eurofins Genomics, LLC (Louisville, Kentucky) が行った。資金提供 - この研究の資金は、全米科学財団 Graduate Research Fellowship 1945995, Whitney R. Harris World Ecology Center Graduate Research Fellowship 1945995 によって寛大に提供された。 Harris World Ecology Center Graduate Research Grant, Sigma Xi Grant in Aid of Research G2020100193156089, NIH Grant AI137984 and the Des Lee Collaborative Vision.Permits - 鳥の取り扱いプロトコルは UMSL の Institutional Animal Care and Use Committee (Protocol no. 1568558) によって承認されている。 サンプリングの許可はミズーリ州環境保全局（Wildlife Collector's Permit No.18682および19163）およびコロンビア・ボトム保全地域特別使用許可証によって与えられた。 概念化（同）；データキュレーション（同）；形式分析（同）；資金獲得（同）；調査（同）；方法論（同）；プロジェクト管理（同）；視覚化（同）；執筆-原案（同）；執筆-レビューおよび編集（同）。 Briana Robertson: データキュレーション（支援）、形式分析（支援）、調査（支援）、プロジェクト管理（支援）、執筆-原案（支援）、執筆-レビューおよび編集（同上）。 ロン・チュビズ Lon Chubiz：構想（同）、形式分析（同）、資金獲得（同）、調査（同）、方法論（同）、プロジェクト運営（同）、リソース（同）、監督（同）、執筆-原案（同）、執筆-レビューおよび編集（同）。 パトリシア・G・パーカー 概念化(同)、形式分析(同)、資金獲得(同)、調査(同)、方法論(同)、プロジェクト運営(同)、リソース(同)、監督(同)、執筆-原案(同)、執筆-レビュー・編集(同)。トランスペアレント査読本論文に対する査読歴は、 https://publons.com/publon/10.1111/jav.03027 から入手可能である。 .Data availability statementData is available from the Dryad Digital Repository: https://doi.org/10.5061/dryad.zpc866tcd (Rohrer et al. 2022) and the NCBI Sequence Read Archive (SRA) repository under BioProject ID PRJNA825312: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject/PRJNA825312.Supporting informationThe Supporting information associated with this article is available with the online version.ReferencesAlberdi, A., Martin Bideguren, G. and Aizpurua, O. 2021.この論文に付随する情報は、オンライン版でご覧いただけます。野生および飼育下の脊椎動物の腸内細菌叢における多様性と組成変化：メタアナリシス。- Sci. 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