内在化に伴うレトロウイルスの適応と不活化

• Project/Area Number: 13J05281
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Applied veterinary science
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine (2014-2015); Nagoya University (2013)
• Principal Investigator: 仲屋 友喜 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 特別研究員(SPD)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥10,800,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2015: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2014: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2013: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
• Keywords: 内在性レトロウイルス / マクロファージ / I型インターフェロン反応 / 自己免疫疾患 / 細胞質DNA / DNAセンサー / 内在性レトロエレメント / TREX1 / AIM2 / Type-I IFN / ウシ / エンベロープ糖タンパク質 / 開裂 / 膜融合 / 小胞体 / ゴルジ体 / 細胞内輸送

Outline of Annual Research Achievements

平成２７年度は平成２６年度から継続して海外渡航制度を利用し、米国University of Pennsylvaniaにおいて、内在性レトロウイルスと自己免疫疾患に関する研究を行った。いくつかの自己免疫疾患は、内在性レトロウイルスに由来する細胞質DNA、すなわち自己由来DNAが細胞質に存在するDNAセンサー分子によってが認識され、I型インターフェロン反応を引き起こすことに起因すると考えられている。しかしながら、それらセンサー分子に関する詳細は明らかになっていない。本研究ではセンサー分子の同定、それらによるインターフェロン反応発生のメカニズムを明らかにすることとした。
平成２６年度までに、マウスのマクロファージ細胞株NR9456においてsiRNAによるセンサーのスクリーニングを行ったところ、Trex1とAim2が免疫応答の抑制に必要なことが明らかとなった。今年度はさらに解析を進め、Aim2様受容体の一つであるIFI205が免疫応答の活性化に必要なことを見出した。これらは初代培養マクロファージにおいても同様の結果であった。共免疫沈降法やProximity Ligation Assayなどを用いて分子間の相互作用を調べたところ、Aim2とIFI205が結合すること、両分子は当該免疫応答を調節する分子であるStingに結合すること、両分子のStingへの結合は拮抗し合うことを見出した。DNAプルダウンアッセイなどを行った結果、Aim2とIFI205はともにマクロファージ細胞質内に局在し、細胞質DNAにすることも明らかにした。
以上の結果より、マウスにおける内在性レトロウイルス由来DNAに起因する自己免疫応答は、Aim2（抑制作用）とIFI205（活性作用）の２つのセンサー分子によって調整されていることが考えられた。これらの分子のホモログはヒトに存在するため、同様のメカニズムが考えられる。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Induction of ovine trophoblast cell fusion by fematrin-1 in vitro (2016)
  • Author(s): Koshi Katsuo, Nakaya Yuki, Kizaki Keiichiro, Ishiguro-Oonuma Toshina, Miyazawa Takayuki, Spencer E Thomas, Hashizume Kazuyoshi
  • Journal Title: Animal Science Journal Volume: 87 Issue: 3 Pages: 419-422
  • DOI: 10.1111/asj.12439
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The Roles of Syncytin-Like Proteins in Ruminant Placentation (2015)
  • Author(s): Nakaya Yuki, Miyazawa Takayuki
  • Journal Title: Viruses Volume: 7 Issue: 6 Pages: 2928-2942
  • DOI: 10.3390/v7062753
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Susceptibility of domestic animals to a pseudotype virus bearing RD-114 virus envelope protein (2015)
  • Author(s): Miyaho Nakaoka Rie, Nakagawa So, Hashimoto-Gotoh Akira, Nakaya Yuki, Shimode Sayumi, Sakaguchi Shoichi, Yoshikawa Rokusuke, Takahashi Ueda Mahoko, Miyazawa Takayuki
  • Journal Title: Gene Volume: 567 Issue: 2 Pages: 189-195
  • DOI: 10.1016/j.gene.2015.04.079
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Induction of ovine trophoblast cell fusion by fematrin-1 in vitro (2015)
  • Author(s): Katsuo Koshi, Yuki Nakaya, Keiichiro Kizaki, Toshina Ishiguro-Oonuma, Takayuki Miyazawa, Thomas E. Spencer, Kazuyoshi Hashizume
  • Journal Title: Animal Science Journal Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Dysfunction of bovine endogenous retrovirus K2 envelope glycoprotein is related to unsuccessful intracellular trafficking. (2014)
  • Author(s): Nakaya Yuki, Miyazawa Takayuki.
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: 88(in press) Issue: 12 Pages: 6896-6905
  • DOI: 10.1128/jvi.00288-14
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Fematrin-1 is involved in fetomaternal cell-to-cell fusion in Bovinae placenta and has contributed to diversity of ruminant placentation. (2013)
  • Author(s): Nakaya Yuki, Koshi Katsuo, Nakagawa So, Hashizume Kazuyoshi, Miyazawa Takayuki.
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: 87 Issue: 19 Pages: 10563-10572
  • DOI: 10.1128/jvi.01398-13
  • Peer Reviewed
• [Presentation] レトロウイルスRNA核外輸送活性と内在化の関係性 (2013)
  • Author(s): 仲屋友喜、中屋隆明、宮沢孝幸
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(神戸市)
  • Year and Date: 2013-12-05
• [Presentation] レトロウイルスRNA核外輸送機構における内在化の影響 (2013)
  • Author(s): 仲屋友喜、中屋隆明、宮沢孝幸
  • Organizer: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場(神戸市)
  • Year and Date: 2013-11-10
• [Presentation] ウシ内在性レトロウイルスK2エンベロープタンパク質の開裂不全機構の解析 (2013)
  • Author(s): 仲屋友喜、中屋隆明、宮沢孝幸
  • Organizer: 第156回日本獣医学会学術集会
  • Place of Presentation: 岐阜大学(岐阜市)
  • Year and Date: 2013-09-20
• [Presentation] 宿主による内在性レトロウイルスの取捨選択 (2013)
  • Author(s): 仲屋友喜、中屋隆明、宮沢孝幸
  • Organizer: 日本進化学会第15回つくば大会
  • Place of Presentation: 筑波大学(つくば市)
  • Year and Date: 2013-08-28
• [Presentation] Fematrin-1 contributed to generating the diversity of ruminant placentation (2013)
  • Author(s): Nakaya Yuki, Koshi Katsuo, Nakagawa So, Nakaya Takaaki, Hashizume Kazuyoshi, Miyazawa Takayuki
  • Organizer: The 25th Workshop on Retroviral Pathogenesis
  • Place of Presentation: アイスランド大学(アイスランド)
  • Year and Date: 2013-08-08