Elucidation of the mechanisms regulating Human T cell leukemia virus type 1 gene expression by high-throughput experimental methods

• Project/Area Number: 18K08437
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 54030:Infectious disease medicine-related
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: MIYAZATO PAOLA 熊本大学, ヒトレトロウイルス学共同研究センター, 特任助教 (90573105)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 勝屋 弘雄 佐賀大学, 医学部, 助教 (80632041)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: HTLV-1感染症 / トランスキプトーム / 遺伝子発現制御 / 次世代シークエンス / HTLV-1 / 発現制御 / エピジェネティクス

Outline of Annual Research Achievements

HTLV-1はレトロウイルスであるため、感染後にヒトゲノムに組み込まれる。ウイルス遺伝子の発現は組み込まれた周辺環境により影響を受けるが、プロウイルス配列内にもウイルス遺伝子の発現制御に関わる配列が存在することを我々は明らかにしてきた。本研究課題ではHTLV-1感染細胞株を用いて、プロウイルス内部のエンハンサー配列を同定した。この配列は患者検体でも保たれており、SRF とELK-１転写因子の局在が観察された。
HTLV-1遺伝子の発現調節に着目し、HTLV-1 RNAの転写後調節におけるZAPタンパク質の役割を調べた。Capped RNAのRNAseq であるCAGEを行った結果、HTLV-1トランスクリプト転写後の分解が考えられた。ZAPがCG コンテンツの高いRNA転写物を認識し、分解を誘導することはこれまで報告されているが、実際、HTLV-1でも高いCG コンテンツが認められた。感染細胞株にZAPをターゲットにした siRNAを導入すると、ZAPの発現低下と共にHTLV-1 p19タンパク質が上清中に増加した。一方で、ZAPの強制発現実験ではp19の減少が観察された。この研究成果はRetrovirology誌に報告した。
我々が以前に確立したサンプル濃縮法は、アルゼンチンを含む各国の無症候性キャリア、HAM / TSPおよびATL患者から分離された臨床サンプルのプロウイルス配列と組み込み部位の同時同定に有用であることを今回示した。
HTLV-1の宿主ゲノムへの組み込みが、非感染細胞では見られない転写産物の新規発現を引き起こし、それが発癌に関与する可能性が考えられている。今回解析した30症例中、19症例でセンス鎖とアンチセンス鎖でウイルス-宿主のキメラ転写産物を検出した。また、臨床サンプルを用いたシングルセルレベルでのRNAseqも行った。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Dr.Juan P Garrahan Pediatric Hospital(アルゼンチン)
• [Int'l Joint Research] インペリアル大学(英国)
• [Int'l Joint Research] Baker Heart and Diabetes Institute(オーストラリア)
• [Int'l Joint Research] Imperial College London(英国)
• [Int'l Joint Research] Dr. Juan P Garrahan Pediatric Hospital(アルゼンチン)
• [Journal Article] HTLV-1 contains a high CG dinucleotide content and is susceptible to the host antiviral protein ZAP (2019)
  • Author(s): Miyazato Paola、Matsuo Misaki、Tan Benjy J. Y.、Tokunaga Michiyo、Katsuya Hiroo、Islam Saiful、Ito Jumpei、Murakawa Yasuhiro、Satou Yorifumi
  • Journal Title: Retrovirology Volume: 16 Issue: 1 Pages: 38-38
  • DOI: 10.1186/s12977-019-0500-3
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Nature of the HTLV-1 Provirus in Naturally Infected Individuals Analyzed by the Viral DNA-Capture-Seq Approach (2019)
  • Author(s): Katsuya H, Islam S, Tan, Ito J, Miyazato P, Matsuo, Inada Y, Iwase, Uchiyama Yoshikazu、Hata Hiroyuki、Sato T, Yagishita N, Araya N, Ueno T, Nosaka K, Tokunaga M, Yamagishi M, Watanabe T, Uchimaru K, Fujisawa J-i, Utsunomiya A, Yamano Y, Satou Y
  • Journal Title: Cell Reports Volume: 29 Issue: 3 Pages: 724-735
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2019.09.016
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Epigenetic changes around the pX region and spontaneous HTLV-1 transcription are CTCF-independent. (2018)
  • Author(s): Miura Michi; Miyazato Paola; Satou Yorifumi; Tanaka Yuetsu; Bangham Charles RM.
  • Journal Title: Wellcome Open Res Volume: - Pages: 105-105
  • DOI: 10.12688/wellcomeopenres.14741.2
  • NAID: 120006849702
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Phosphatidylinositol 3-kinase-δ (PI3K-δ) is a potential therapeutic target in adult T-cell leukemia-lymphoma (2018)
  • Author(s): Katsuya Hiroo、Cook Lucy B. M.、Rowan Aileen G.、Satou Yorifumi、Taylor Graham P.、Bangham Charles R. M.
  • Journal Title: Biomarker Research Volume: 6 Issue: 1 Pages: 24-24
  • DOI: 10.1186/s40364-018-0138-7
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] The presence and possible role of virus-host chimeric transcripts in adult T-cell leukemia-lymphoma. (2019)
  • Author(s): Katsuya H, Miyazato P, Islam SM, Tan BJY, Inada Y, Matsuo M, Ueno T, Tokunaga M, Hata H, Yamagishi M, Fujisawa J, Watanabe T, Uchimaru K, Utsunomiya A, Kimura S and Satou Y
  • Organizer: 62nd Annual Meeting of the American Society of Hematology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] HTLV-1 novel enhancer affects viral and host gene expression (2019)
  • Author(s): 松尾美沙希、上野孝治、宮里パオラ、勝屋弘雄、徳永雅仁、野坂生郷、宇都宮與、藤澤順一、佐藤賢文
  • Organizer: 第６７回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] Exploring the Transcriptome Differences between Asymptomatic Carriers and ATL at Single Cell Level (2019)
  • Author(s): Tan B.Tan BJY, Katsuya H, Miyazato P, Uchiyama Y, Sakurai Y, Nakamura H, Sueoka E, Utsunomiya A, Satou Y
  • Organizer: 第６７回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] The presence and possible role of virus-host chimeric transcripts in adult T-cell leukemia-lymphoma. (2019)
  • Author(s): Katsuya H, Miyazato P, Islam S, Tan B, Inada Y, Matsuo M, Ueno T, Tokunaga M, Hata H, Yamagishi M, Fujisawa J, Watanabe T, Uchimaru K, Utsunomiya A, Kimura S, Satou Y.
  • Organizer: 81st Annual Meeting of the Japanese Society of Hematology
• [Presentation] The nature of HTLV-1 provirus in naturally infected individuals analyzed by the viral DNA-capture-seq approach (2019)
  • Author(s): Islam S, Katsuya H, Tan BJY, Ito J, Miyazato P, Matsuo M, Inada Y, Iwase S, Uchiyama Y, Hata H, Sato T, Yagishita N, Araya N, Ueno T, Nosaka K, Tokunaga M, Yamagishi M, Watanabe T, Uchimaru K, Fujisawa J, Utsunomiya A, Yamano Y, Satou Y
  • Organizer: The 56th Annual Meeting of the Japanese Society of Virology Kyushu and the 72nd Annual Meeting of the Japanese Society of Bacteria Kyushu
• [Presentation] HTLV-1ウイルスハンサーはウイルス遺伝子および宿主遺伝子発現の亢進を誘導する (2019)
  • Author(s): 松尾美沙希、上野孝治、宮里パオラ、勝屋弘雄、徳永雅仁、野坂生郷、宇都宮與、藤澤順一、佐藤賢文
  • Organizer: 2019年度若手支援技術講習会
• [Presentation] Possible role of ZC3HAV1 protein in the post-transcriptional regulation of HTLV-1 RNAs (2019)
  • Author(s): Miyazato P, Tan BJY, Tokunaga M, Katsuya H, Matsuo M, Ito J, Murakawa Y, Satou Y.
  • Organizer: 第６回日本HTLV-1学会学術集会
• [Presentation] HTLV-1ウイルスハンサーはウイルス遺伝子および宿主遺伝子発現の亢進を誘導する (2019)
  • Author(s): 松尾美沙希、上野孝治、宮里パオラ、勝屋弘雄、徳永雅仁、野坂生郷、宇都宮與、藤澤順一、佐藤賢文
  • Organizer: 第６回日本HTLV-1学会学術集会
• [Presentation] Exploring the Transcriptome Differences between Asymptomatic Carriers and ATL at Single Cell Level (2019)
  • Author(s): Tan B.J.Y, Katsuya H, Miyazato P, Uchiyama Y, Sakurai Y, Nakamura H, Sueoka E, Utsunomiya A, Satou Y
  • Organizer: 第６回日本HTLV-1学会学術集会
• [Presentation] HTLV-1ウイルスハンサーはウイルス遺伝子および宿主遺伝子発現の亢進を誘導する (2019)
  • Author(s): 松尾美沙希、上野孝治、宮里パオラ、勝屋弘雄、徳永雅仁、野坂生郷、宇都宮與、藤澤順一、佐藤賢文
  • Organizer: Summer Retrovirology Conference 2019
• [Presentation] ウイルスDNA カプチャーシークエンスはウイルス関連ヒト悪性腫瘍の病原性解明に有用である：HTLV-1 を例として。 (2019)
  • Author(s): 勝屋弘雄、イスラムサイフル、タンベンジー、伊東潤平、宮里パオラ、内山良一、畑裕之、佐藤和雄、八木下尚子、新谷奈津美、上野孝治、野坂生郷、徳永雅仁、山岸誠、渡邉俊樹、内丸薫、藤澤順一、宇都宮與、山野嘉久、佐藤賢文
  • Organizer: 第17 回日本臨床腫瘍学会学術集会
• [Presentation] HTLV-1ウイルスハンサーはウイルス遺伝子および宿主遺伝子発現の亢進を誘導する (2019)
  • Author(s): 松尾美沙希、上野孝治、宮里パオラ、勝屋弘雄、徳永雅仁、野坂生郷、宇都宮與、藤澤順一、佐藤賢文
  • Organizer: 第1回コアメンバー全体情報交換会＆JST-MIRAI戦略会議
• [Presentation] The nature of HTLV-1 provirus in naturally infected individuals analyzed by viral DNA-capture-seq approach. (2019)
  • Author(s): 勝屋弘雄、イスラムサイフル、タンベンジー、伊東潤平、宮里パオラ、内山良一、畑裕之、佐藤和雄、八木下尚子、新谷奈津美、上野孝治、野坂生郷、徳永雅仁、山岸誠、渡邉俊樹、内丸薫、藤澤順一、宇都宮與、山野嘉久、佐藤賢文
  • Organizer: 第59回日本リンパ網内系学会総会
• [Presentation] Possible role of ZC3HAV1 protein in the post-transcriptional regulation of HTLV-1 RNAs (2019)
  • Author(s): Miyazato P, Tan BJY, Tokunaga M, Katsuya H, Matsuo M, Ito J, Murakawa Y, Satou Y.
  • Organizer: 19th International Conference on Human Retrovirology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Identification and Molecular Characterization of a New HTLV-1 Enhancer (2019)
  • Author(s): Matsuo M, Ueno T, Miyazato P, Katsuya H, Tokunaga M, Nosaka K, Utsunomiya A, Fujisawa J, Satou Y
  • Organizer: 19th International Conference on Human Retrovirology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The nature of HTLV-1 provirus in naturally infected individuals analyzed by the viral DNA-capture-seq approach (2019)
  • Author(s): Islam S, Katsuya H, Tan BJY, Ito J, Miyazato P, Matsuo M, Inada Y, Iwase S, Uchiyama Y, Hata H, Sato T, Yagishita N, Araya N, Ueno T, Nosaka K, Tokunaga M, Yamagishi M, Watanabe T, Uchimaru K, Fujisawa J, Utsunomiya A, Yamano Y, Satou Y
  • Organizer: 19th International Conference on Human Retrovirology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A Single-Cell Transcriptional Profiling Approach of Immune Cells in HTLV-1-infected Asymptomatic Carriers and Adult T-cell Leukemia (2019)
  • Author(s): Tan B.J.Y, Katsuya H, Miyazato P, Uchiyama Y, Sakurai Y, Nakamura H, Sueoka E, Utsunomiya A, Satou Y
  • Organizer: 19th International Conference on Human Retrovirology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Looking at the integration site: First HTLV-1 complete genomes from Argentina through NGS. (2019)
  • Author(s): Pineda MV, Miyazato P, Distefano M, Tan BJY, Bouzas MB, Satou Y, Mangano A
  • Organizer: 19th International Conference on Human Retrovirology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] HTLV-1内に存在する新規エンハンサー領域の分子メカニズム解析 (2018)
  • Author(s): 松尾美沙希、上野孝治、宮里パオラ、勝屋弘雄、徳永雅仁、野坂生郷、宇都宮與、藤澤順一、佐藤賢文
  • Organizer: 日本レトロウイルス研究会夏季セミナー (SRC)
• [Presentation] The nature of HTLV-1 provirus in infected individuals analyzed by HTLV-1 DNA capture sequencing (2018)
  • Author(s): 勝屋弘雄、イスラム サイフル、宮里パオラ、タンベンジー・ジェック・ヤング、岩瀬早織、松尾美沙希、佐藤知雄、野坂生郷、徳永雅仁、宇都宮與、山岸誠、内丸薫、渡邉俊樹、山野嘉久、佐藤賢文
  • Organizer: 第5回日本HTLV-1学会学術集会
• [Presentation] HTLV-1内に存在する新規エンハンサー領域の分子メカニズム解析 (2018)
  • Author(s): 松尾美沙希、上野孝治、宮里パオラ、勝屋弘雄、徳永雅仁、野坂生郷、宇都宮與、藤澤順一、佐藤賢文
  • Organizer: 第5回日本HTLV-1学会学術集会
• [Presentation] Molecular Characterization of a New HTLV-1 Enhancer (2018)
  • Author(s): 松尾美沙希、上野孝治、宮里パオラ、勝屋弘雄、徳永雅仁、野坂生郷、宇都宮與、藤澤順一、佐藤賢文
  • Organizer: 第66回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] HTLV-1-infected Asymptomatic Carriers versus ATL PBMCs: A Single-Cell Transcriptional Profiling Approach (2018)
  • Author(s): Benjy Tan Jek Yang, Katsuya Hiroo, Miyazato Paola, Uchiyama Yoshikazu, Sakurai Yasushi, Satou Yorifumi
  • Organizer: 第66回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] Possible role of ZC3HAV1 protein in the post-transcriptional regulation of HTLV-1 RNAs (2018)
  • Author(s): Paola Miyazato, Benjy Tan Jek Yang, Michiyo Tokunaga, Hiroo Katsuya, Misaki Matsuo, Jumpei Ito, Yasuhiro Murakawa, Yorifumi Satou
  • Organizer: 第19回熊本エイズセミナ―
• [Presentation] Possible role of ZC3HAV1 protein in the post-transcriptional regulation of HTLV-1 RNAs (2018)
  • Author(s): Paola Miyazato, Benjy Tan Jek Yang, Michiyo Tokunaga, Hiroo Katsuya, Misaki Matsuo, Jumpei Ito, Yasuhiro Murakawa, Yorifumi Satou
  • Organizer: 第41回日本分子生物学会年会
• [Presentation] Implementation of a Bioinformatic pipeline to study HTLV-1 integration sites in NGS data (2018)
  • Author(s): Maximiliano Distefano, Benjy Tan Jek Yang, Maria Pineda, Paola Miyazato, Yorifumi Satou, Andrea Mangano
  • Organizer: ISCB-LA SOIBIO EMBnet 2018
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 熊本大学国際先端医学研究機構エイズ学研究センター佐藤研究室_「RESEARCH」
  • URL: http://www.caids.kumamoto-u.ac.jp/satou/research.html