ヒトパラインフルエンザウイルスのレセプター認識機構の解明と感染制御

• Project/Area Number: 13J10690
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Environmental pharmacy
• Research Institution: University of Shizuoka
• Principal Investigator: 福島 圭穣 (2014) 静岡県立大学, 薬学研究院, 特別研究員(PD); 福島 圭穰 (2013) 静岡県立大学, 薬学部, 特別研究員DC2
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: ヒトパラインフルエンザウイルス / シアル酸 / 糖鎖生物学 / 分子生物学 / ウイルス学 / パラミクソウイルス

Outline of Annual Research Achievements

平成26年度は引き続き、ヒトパラインフルエンザ1型ウイルス（hPIV1）及び3型ウイルス（hPIV3）のシアル酸認識特異性を比較するとともに、このシアル酸認識特異性がhPIV1とhPIV3のヘマグルチニン－ノイラミニダーゼ（HN）糖タンパク質のどのアミノ酸残基に起因するものであるかを調べた。
１，hPIV1とhPIV3のシアル酸認識特異性の比較
【具体的内容】末端シアル酸構造を改変したヒト赤血球（hRBC）および哺乳動物細胞を用い、hPIV1はa2,3型シアル酸を持つ細胞のみに結合・感染し、hPIV3はa2,3型に加え、a2,6型シアル酸を持つ細胞にも結合・感染することを明らかにした。【意義・重要性】細胞表面上の様々な糖鎖に対し、hPIV3はa2,3型とa2,6型シアル酸の両方を感染に利用していることが示唆された。以上の研究結果をまとめた論文は、2014年7月に国際学術誌Virologyに受理された。
２，hPIV3のHN糖タンパク質においてa2,6型シアル酸への結合性を決定するアミノ酸残基の同定
【具体的内容】HN1とHN3糖タンパク質のシアル酸結合ポケットでは、シアル酸と直接水素結合する8ヶ所のアミノ酸残基は保存されているが、その周辺9ヶ所のアミノ酸残基が異なっていた。変異を導入したHN3糖タンパク質の赤血球吸着活性を測定すると、275、277、375 および408番目のアミノ酸残基をHN1タイプのアミノ酸残基に変異させると、HN3糖タンパク質がa2,6型シアル酸への結合性を失うことが明らかとなった。【意義・重要性】HN3糖タンパク質においては、275、277、375および408番目の4つのアミノ酸残基がシアル酸認識特異性を決定していることが示唆された。以上の研究結果をまとめた論文は、2015年3月に国際学術誌FEBS Letterに受理された。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Consecutive oral administration of Bifidobacterium longum MM-2 improves the defense system against influenza virus infection by enhancing natural killer cell activity in a murine model. (2015)
  • Author(s): Kawahara T, Takahashi T, Oishi K, Tanaka H, Masuda M, Takahashi S, Takano M, Kawakami T, Fukushima K, Kanazawa H, Suzuki T.
  • Journal Title: Microbol. Immunol. Volume: 59 Issue: 1 Pages: 1-12
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12210
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Amino acid substitutions contributing to α2,6-sialic acid linkage binding specificity of human parainfluenza virus type 3 hemagglutinin-neuraminidase. (2015)
  • Author(s): Fukushima K, Takahashi T, Ueyama H, Takaguchi M, Ito S, Oishi K, Minami A, Ishitsubo E, Tokiwa H, Takimoto T, Suzuki T.
  • Journal Title: FEBS Lett. Volume: 589 Issue: 11 Pages: 1278-1282
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2015.03.036
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Rapid fluorescent detection assay for human parainfluenza viruses (2015)
  • Author(s): Takahashi T, Takano M, Kurebayashi Y, Agarikuchi T, Suzuki C, Fukushima K, Takahashi S, Otsubo T, Ikeda K, Minami A, Suzuki T.
  • Journal Title: Biol Pharm Bull. Volume: in press
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Terminal sialic acid linkages determine different cell infectivities of human parainfluenza virus type 1 and type 3 (2014)
  • Author(s): Fukushima K, Takahashi T, Ito S, Takaguchi M, Takano M, Kurebayashi Y, Oishi K, Minami A, Kato T, Park EY, Nishimura H, Takimoto T, Suzuki T.
  • Journal Title: Virology Volume: 464-465 Pages: 424-431
  • DOI: 10.1016/j.virol.2014.07.033
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Terminal sialic acid linkages determine different cell infectivities of human parainfluenza virus (2014)
  • Author(s): Keijo Fukushima, Tadanobu Takahashi, Seigo Ito, Masahiro Takaguchi, Maiko Takano, Yuuki Kurebayashi, Kenta Oishi, Akira Minami, Takashi Suzuki
  • Organizer: 第2回薬食国際カンファレンス
  • Place of Presentation: 静岡
  • Year and Date: 2014-11-06
• [Presentation] 末端シアル酸結合様式はヒトパラインフルエンザウイルスの感染を制御する (2014)
  • Author(s): 福島圭穣、高橋忠伸、伊藤誓悟、高口仁宏、高野舞子、紅林佑希、大石健太、南 彰、加藤竜也、朴 龍洙、西村秀一、瀧本 徹、鈴木 隆
  • Organizer: 第33回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 愛知
  • Year and Date: 2014-08-11
• [Presentation] ヒトパラインフルエンザウイルスのヘマグルチニンーノイラミニダーゼ糖タンパク質においてシアル酸結合特異性を決定するアミノ酸残基の同定 (2014)
  • Author(s): 福島圭穰、高橋忠伸、高口仁宏、鈴木隆
  • Organizer: 日本薬学会第134年会
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 2014-03-28
• [Presentation] 顕著な細胞融合活性を示すヒトパラインフルエンザ1型ウイルス変異株の機能解析 (2013)
  • Author(s): 福島圭穰、高橋忠伸、鈴木隆
  • Organizer: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2013-11-10
• [Presentation] ヒト血液型I糖鎖抗原の高発現細胞におけるヒトパラインフルエンザ3型ウイルス感染による多核巨細胞形成の亢進 (2013)
  • Author(s): 高野舞子、高橋忠伸、福島圭穰、早川拓哉、鈴木隆
  • Organizer: 第77回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2013-05-25
• [Presentation] ヒトパラインフルエンザ3型ウイルス感染によるヒト血液型I糖鎖抗原高発現細胞における多核巨細胞形成の促進 (2013)
  • Author(s): 高野舞子、高橋忠伸、福島圭穰、早川拓哉、鈴木隆
  • Organizer: 第86回日本生化学大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Book] 県立大学薬学部生の研究報告 HPIVの単離と解析 (2013)
  • Author(s): 福島圭穰
  • Total Pages: 1
  • Publisher: 中日新聞