デングウイルス感染により誘導される肝細胞アポトーシスの分子生物学的機序と病原因子

• Project/Area Number: 15019092
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 森 直樹 琉球大学, 大学院・医学研究科, 教授 (10220013)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 只野 昌之 琉球大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (80179712)
• Project Period (FY): 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2003: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
• Keywords: デングウイルス / TRAIL / NF-κB / SP1 / アポトーシス / 肝細胞

Research Abstract

【目的と意義】デング出血熱では肝障害の合併が見られ、肝細胞やクッパー細胞にウイルス抗原の発現やアポトーシス像が認められる。デングウイルス感染による肝細胞アポトーシス誘導の分子機構を明らかにするため、肝細胞株HepG2にデング2型ウイルス(NGC株)を感染させ、解析を行なった。
【結果】HepG2細胞にNGC株を感染させると、細胞生存率は低下し、アポトーシスが誘導された。アポトーシス関連タンパク質の発現をウェスタンブロットにて検討したが、感染後Bcl-x_L、Bcl-2、Bax、IAP-2の発現に変化は認められなかった。次に、TNFファミリーであるTNF-α、TRAIL、FasLの発現をRT-PCRにて検討したところ、TNF-αとTRAIL mRNAの発現誘導を認めた。TNF-αやFas刺激によりHepG2細胞の生存率の低下は認めなかったが、TRAIL刺激はアポトーシスを誘導した。一方、HepG2細胞はこれらリガンドに対するいずれのレセプターも発現していた。TRAILの発現誘導はウェスタンブロットでも確認され、デングウイルス感染後のHepG2細胞の培養上清をTRAIL感受性Jurkat細胞に添加すると、細胞生存率が低下した。さらに、TRAIL中和抗体の添加にてデングウイルス感染により生じるHepG2細胞の生存率の低下は抑制され、デングウイルス感染後のHepG2細胞の培養上清中にELISAにてTRAILが検出された。TRAIL遺伝子-1056/+86 bp領域を含むルシフェラーゼ発現プラスミドを用いたレポーターアッセイやゲルシフトアッセイの結果、デングウイルス感染によるTRAIL遺伝子の転写活性の亢進には-75/-66 bpに存在するNF-κB配列とSPI配列が重要であった。NF-κB阻害剤でHepG2細胞を処理すると、TRAIL mRNAの発現誘導が抑制され、細胞生存率の低下も解除された。デング出血熱患者の中には血清TRAIL高値の症例が存在し、急性期に比べて回復期には血清TRAIL値は低下した。
【考察】肝細胞はTRAILに感受性があり、デングウイルスは肝細胞に感染後、TRAILの発現を誘導することによりアポトーシスを誘導する。デングウイルスのTRAIL遺伝子転写制御に重要な領域は-126/-33 bpのNF-κB配列とSP1配列であり、デング出血熱では血清TRAIL高値の症例が存在する。

Research Products

• [Publications] Ma S-P: "The complete genomic sequence of hepatitis delta virus genotype IIb prevalent in Okinawa, Japan."J Gen Virol. 84・2. 461-464 (2003)
• [Publications] Dewan MZ: "Rapid tumor formation of human T-cell leukemia virus type 1-infected cell lines in novel NOD-SCID/γc^<-/-> mice : suppression by an inhibitor against NF-κB."J Virol. 77・9. 5286-5294 (2003)
• [Publications] Ma S-P: "Short report : a major genotype of Japanese encephalitis virus currently circulating in Japan."Am J Trop Med Hyg. 69・2. 151-154 (2003)
• [Publications] Ohashi M: "Human T-cell leukemia virus type 1 Tax oncoprotein induces and interacts with a multi-PDZ domain protein, MAGI-3."Virology. 320・1. 52-62 (2004)
• [Publications] Mori N: "Apoptosis induced by the histone deacetylase inhibitor FR901228 in human T-cell leukemia virus type 1-infected T-cell lines and primary adult T-cell leukemia cells."J Virol. (In press).
• [Publications] Mori N: "Elevated expression of CCL5/RANTES in adult T-cell leukemia cells : possible transactivation of the CCL5 gene by human T-cell leukemia virus type I Tax."Int J Cancer. (In press).
• [Publications] Mori N: "Aberrant activation of NF-κB/Rel and AP-1 in adult T-cell leukemia. In: Gann Monograph on Cancer Research No.50."Japan Scientific Societies Press and Karger. 73-92 (2003)