フィロウイルスの宿主域決定における分子機構の解明ー自然宿主の同定を目指してー

• Project/Area Number: 19J10604
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 高舘 佳弘 北海道大学, 人獣共通感染症リサーチセンター, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2019-04-25 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: フィロウイルス / Lloviu virus / コウモリ / レセプター / ウイルスの宿主特異性 / Filovirus

Outline of Research at the Start

エボラウイルス等のフィロウイルス科に属するウイルスは人に重篤な出血熱を引き起こす病原体である。フィロウイルスの自然宿主として、コウモリが有力視されており、その宿主域決定因子が解明されてきている。一方、近年、コウモリ(シュライバーバット)から発見されたLloviu virus（LLOV：既知のフィロウイルスとは分子系統学的に異なる）の宿主域は不明なままである。当研究室の先行研究において、LLOVがある種のコウモリ由来培養細胞に宿主特異性を示す事が判明している。本研究では、ある種のコウモリ細胞が示すLLOVに対する宿主特異性を決定する分子機構を解明する。また、宿主となりうる動物種の探索も行う。

Outline of Annual Research Achievements

フィロウイルス科に属するエボラウイルス（EBOV）やマールブルグウイルス（MARV）は、人を含む霊長類動物に重篤な出血熱を引き起こす。フィロウイルスの自然宿主として、コウモリが有力視されている。近年、EBOVとMARVの宿主域が解明されてきている。一方、ヨーロッパの食虫コウモリ（Miniopterus schreibersii）から発見されたLloviu virus（LLOV: 既知のフィロウイルスとは分子系統学的に異なる新種のフィロウイルス）（Negredo et al, PLoS Pathog, 2011）の宿主域は不明なままであった。
フィロウイルスの表面糖蛋白質（GP）は細胞侵入を担う分子である。フィロウイルスのGPを纏ったシュードタイプウイルスを用いて、各種コウモリ由来の培養細胞のフィロウイルスに対する感受性を比較した結果、Miniopterus sp.由来の細胞株（SuBK12-08）はLLOVに対する感受性が顕著に高く、EBOVに対する感受性が低い事が判明した（Maruyama et al, J Virol, 2014）。本研究では、SuBK12-08細胞が示すLLOVに対する宿主特異性を決定する分子機構を解析した。
前年度より、GPとレセプターの相互作用に着目し、解析を行っている。令和2年度は、変異型のNiemann-Pick C1(NPC1)や変異型ウイルスを用いた実験を行うことで、LLOVの宿主域決定に関与する詳細な分子機構を解析した。その結果、NPC1の416番目のアミノ酸残基（リジン）がLLOVとEBOVに対する異なる細胞感受性に関与することが分かった。宿主域決定に関与するGPのアミノ酸残基も明らかになり、SuBK12-08細胞が示すLLOVに対する宿主特異性はNPC1のループ１構造とGPの相互作用によることが推測された。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Receptor-Mediated Host Cell Preference of a Bat-Derived Filovirus, Lloviu Virus (2020)
  • Author(s): Takadate Yoshihiro、Manzoor Rashid、Saito Takeshi、Kida Yurie、Maruyama Junki、Kondoh Tatsunari、Miyamoto Hiroko、Ogawa Hirohito、Kajihara Masahiro、Igarashi Manabu、Takada Ayato
  • Journal Title: Microorganisms Volume: 8 Issue: 10 Pages: 1530-1530
  • DOI: 10.3390/microorganisms8101530
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Genetic and antigenic characterization of H5 and H7 avian influenza viruses isolated from migratory waterfowl in Mongolia from 2017 to 2019 (2020)
  • Author(s): Ulaankhuu Ankhanbaata et al.
  • Journal Title: Virus Genes Volume: 56 Issue: 4 Pages: 472-479
  • DOI: 10.1007/s11262-020-01764-2
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Surrogate Animal Model for Screening of Ebola and Marburg Glycoprotein-Targeting Drugs Using Pseudotyped Vesicular Stomatitis Viruses (2020)
  • Author(s): Saito Takeshi、Maruyama Junki、Nagata Noriyo、Isono Mao、Okuya Kosuke、Takadate Yoshihiro、Kida Yurie、Miyamoto Hiroko、Mori-Kajihara Akina、Hattori Takanari、Furuyama Wakako、Ogawa Shinya、Iida Shigeru、Takada Ayato
  • Journal Title: Viruses Volume: 12 Issue: 9 Pages: 923-923
  • DOI: 10.3390/v12090923
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Niemann-Pick C1 heterogeneity of bat cells controls filovirus tropism (2020)
  • Author(s): Takadate Y, Kondoh T, Igarashi M, Maruyama J, Manzoor R, Ogawa H, Kajihara M, Furuyama W, Sato M, Miyamoto H, Yoshida R, Hill TE, Freiberg AN, Feldmann H, Marzi A, Takada A
  • Journal Title: Cell Rep. Volume: 30(2): Issue: 2 Pages: 308-319
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2019.12.042
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Molecular characterization and phylogenetic analysis of Trypanosoma spp. detected from striped leaf-nosed bats (Hipposideros vittatus) in Zambia (2019)
  • Author(s): Qiu Yongjin、Kajihara Masahiro、Harima Hayato、Hang'ombe Bernard Mudenda、Nakao Ryo、Hayashida Kyoko、Mori-Kajihara Akina、Changula Katendi、Eto Yoshiki、Ndebe Joseph、Yoshida Reiko、Takadate Yoshihiro、Mwizabi Daniel、Kawabata Hiroki、Simuunza Martin、Mweene Aaron、Sawa Hirofumi、Takada Ayato、Sugimoto Chihiro
  • Journal Title: International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife Volume: 9 Pages: 234-238
  • DOI: 10.1016/j.ijppaw.2019.04.009
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] コウモリ由来フィロウイルスであるLloviu virusの宿主域決定機構の解析 (2020)
  • Author(s): 高舘佳弘
  • Organizer: ウイルス学若手研究集会2020
• [Presentation] フィロウイルスに対するコウモリ由来細胞の感受性を決定する分子機構の解析 (2020)
  • Author(s): 高舘佳弘、近藤達成、五十嵐学、丸山隼輝、Rashid MANZOOR、小川寛人、梶原将大、古山若呼、佐藤匡治、宮本洋子、吉田玲子、Terence HILL、Alexander N. FREIBERG、Heinz FELDMANN、Andrea MARZI、高田礼人
  • Organizer: 9th Negative Strand Virus-Japan
• [Presentation] Niemann-Pick C1 heterogeneity of bat cells controls filovirus tropism (2019)
  • Author(s): Yoshihiro Takadate, Tatsunari Kondoh, Manabu Igarashi, Junki Maruyama, Rashid Manzoor, Hirohito Ogawa, Masahiro Kajihara, Wakako Furuyama, Masahiro Sato, Hiroko Miyamoto, Reiko Yoshida, Terence E. Hill, Alexander N. Freiberg, Heinz Feldmann, Andrea Marzi, Ayato Takada
  • Organizer: 部局横断シンポジウム「計算科学が拓く凡分野研究」