HIV-1の吸着侵入機構としてのmultiple-site bindingの証明

• Project/Area Number: 16017285
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 原田 信志 熊本大学, 大学院医学薬学研究部, 教授 (60173085)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥7,400,000 (Direct Cost: ¥7,400,000); Fiscal Year 2005: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000); Fiscal Year 2004: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
• Keywords: ウイルス / 感染症 / エイズ / 細胞膜 / レセプター / 膜流動性 / ウイルス吸着

Research Abstract

HIV-1の侵入には脂質二重膜流動性を利用したmultiple-site bindingがfusion poreの形成に必要である。膜流動性に変化を与える因子を用い、5%の流動性の減少は56%の感染抑制、5%の流動性亢進は2.4倍の感染増強をもたらすことを示した。流動性を制御することでHIV-1の感染を阻止する物質の解析を試みた。膜におけるコレステロールの含量が高いと、流動性は低下する。また、fusion poreの形成は、エンベロープを有するウイルスの侵入に必要である。コレステロール様構造を持ち、広範囲なウイルスに抑制的に作用するグリチルリチン(GL)を用い、その抗ウイルス作用を解明した。1mg/mlのGLはMT-4やMT-2細胞の膜流動性を4%から5%抑えた。また、HIV-1エンベロープの流動性も抑制した。GLは明らかに脂質二重膜の流動性抑制因子であった。GLのHIV-1に対する作用は、0.2mg/mlで50%の感染を抑制し、X4もR5 HIV-1にも作用した。HIV-1粒子に直接作用させると、感染性が低下した。しかし、感染標的細胞を前処理すると効果はなく、1mg/mlではむしろ感染の増強が認められた。GLはインフルエンザAウイルス、VSV-G pseudovirusにも抗ウイルス作用を示したが、ポリオウイルスには作用しなかった。混合培養によるGLの細胞融合抑制はHIV-1とHTLV-1の両方で認められた。しかし、混合する細胞を1mg/mlのGLであらかじめ処理すると、融合細胞の増加が見られた。膜流動性は、MT-4細胞を1mg/mlのGLで持続的に作用させると、20分間抑制されたままであった。しかし、GL作用後洗浄しGL-freeの培地で測定すると、膜流動性は急激に亢進し、膜流動性とウイルス感染性には深い関連が認められた。

Research Products

• [Journal Article] Influence of membrane fluidity on human immunodeficiency virus type 1 entry (2005)
  • Author(s): Shinji Harada et al.
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications 329 Pages: 480-486
• [Journal Article] Neuropatnology of human immunodeficiency virus infection : A forensic autopsy study in Dar Es Salaam, Tanzania. (2005)
  • Author(s): Ng' walali, P.M. et al.
  • Journal Title: Forensic Science International 151 Pages: 133-138
• [Journal Article] Isolation of TAK-774-resistant HIV-1 from an R5 HIV-1 gp120 V3 loop library. (2005)
  • Author(s): Keisuke Yusa et al.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry 280 Pages: 30083-30090
• [Journal Article] Broad anti-viral agent glycyrrhizin directly modulates the fluidity of plasma membrane and HIV-1 envelope (2005)
  • Author(s): Shinji Harada
  • Journal Title: Biochemical Journal 392 Pages: 191-199
• [Journal Article] Persistence of mutations during replication of an HIV library containing combinations of selected protease mutations (2004)
  • Author(s): Wei Song et al.
  • Journal Title: Antiviral Research 61 Pages: 173-180
• [Journal Article] Sensitivity of chronically HIV-1 infected HeLa cells to electrical stimulation (2004)
  • Author(s): E.Kumagai et al.
  • Journal Title: Appl.Microbiol.Biotechnol. 63 Pages: 754-758
• [Journal Article] Adsorption and infectivity of HIV-1 are modified by fluidity of the plasma membrane for multiple-site binding (2004)
  • Author(s): Shinji Harada et al.
  • Journal Title: Microbiol.Immunol. 48 Pages: 347-355
• [Journal Article] Heterogeneity of envelope molecules shown by different sensitivities to anti-V3 neutralizing antibody and CXCR4 antagonist regulates the formation of multiple-site binding of HIV-1 (2004)
  • Author(s): Shinji Harada et al.
  • Journal Title: Microbiol.Immunol. 48 Pages: 357-365
  • NAID: 10012840595
• [Journal Article] Acquisition of multi-PI (protease inhibitor) resistance in HIV-1 in vivo and in vitro (2004)
  • Author(s): Keisuke Yusa, Shinji Harada
  • Journal Title: Current Pharmaceutical Design 10 Pages: 4055-4064