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Elucidation of the mechanism of inhibition of coronavirus DMVs formation by approved drugs.

Research Project

Project/Area Number 19K06393
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
Research InstitutionNippon Veterinary and Life Science University

Principal Investigator

Ujike Makoto  日本獣医生命科学大学, 獣医学部, 准教授 (50415478)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 袴田 航  日本大学, 生物資源科学部, 教授 (10333337)
松山 州徳  国立感染症研究所, ウイルス第三部, 室長 (90373399)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsコロナウイルス / DMVs / 小胞体αグルコシダーゼ阻害剤 / 小胞体ステロイド系抗炎症剤 / ドラッグリポジショニング / 抗ウイルス薬 / コロナウイルス、ドラッグリポジショニング、 / αグルコシダーゼ阻害薬 / SAIDs
Outline of Research at the Start

コロナウイルス(CoV)は、ヒトや動物に重篤な疾病を引き起こすウイルスを多く含み、医学・獣医学領域で重要なウイルスである。CoVは、宿主細胞に感染すると、宿主由来の2重膜を劇的に変化させてDMVsと呼ばれるCoV専用の複製工場を形成する。申請者らは、承認済み医薬品の中から幅広いCoVのDMVs形成を阻害する2種の医薬品を発見した。本研究では、この2種の医薬品に見られた、1) DMVs形成阻害の詳細なメカニズムを解明すると共に、2)これら医薬品のCoV治療薬への応用と、3)これらを基にした新規薬剤の開発を行う事で、幅広いCoVに効果を持つ新しい抗CoV薬の応用と開発を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Coronaviruses (CoVs) infection induces double membrane vesicles (DMVs) derived from the host bilayer membrane as an CoV replication factory. Previous our studies have shown that endoplasmic reticulum α-glucosidase inhibitors (AGIs) and some steroidal anti-inflammatory drugs (SAIDs) inhibit DMVs formation and that these drugs exhibit antiviral activity against a wide range of CoVs. In this study, we elucidated the mechanism of inhibition of DMVs formation observed in these two drugs. DMVs are formed by the CoV nonstructural proteins NSP3, NSP4, and NSP6, and we found that some SAIDs mainly affect NSP3 or NSP4, and AGIs affect NSP4, resulting in inhibition of DMV formation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在も続く新型CoVの世界的大流行により、抗CoV薬の開発が求められている。現在開発中の抗CoV候補薬の多くは、ウイルス複製酵素やウイルス・宿主の蛋白分解酵素などを標的とし、DMVを標的とするものはほとんど開発されていない。本研究により見出された、2つの医薬品はin vitroで幅広いCoVsに高い抗ウイルス活性を示し、その効果はCoVのDMV形成阻害に起因することを明らかにした。残念ながら、このうちSAIDsは、新型CoV患者を対象とした臨床試験において、有意な治療効果を示すことができなかった。今後は、AGIsのDMV形成阻害メカニズムをさらに解析し、AGIsの臨床応用を目指したい。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Reverse Genetics with a Full-Length Infectious cDNA Clone of Bovine Torovirus2022

    • Author(s)
      Ujike Makoto、Etoh Yuka、Urushiyama Naoya、Taguchi Fumihiro、Asanuma Hideki、Enjuanes Luis、Kamitani Wataru
    • Journal Title

      Journal of Virology

      Volume: 96 Issue: 3

    • DOI

      10.1128/jvi.01561-21

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Reduction of Cell Fusion by Deletion in the Hypervariable Region of the Spike Protein of Mouse Hepatitis Virus2022

    • Author(s)
      Tennakoon Nipuna、Ryu Jihoon、Ujike Makoto、Taguchi Fumihiro、Shin Hyun-Jin
    • Journal Title

      Viruses

      Volume: 14 Issue: 2 Pages: 398-398

    • DOI

      10.3390/v14020398

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Recent Progress in Torovirus Molecular Biology2021

    • Author(s)
      Ujike Makoto、Taguchi Fumihiro
    • Journal Title

      Viruses

      Volume: 13 Issue: 3 Pages: 435-435

    • DOI

      10.3390/v13030435

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of Localization and Export Signals of Bovine Torovirus Nucleocapsid Protein Responsible for Extensive Nuclear and Nucleolar Accumulation and Their Importance for Virus Growth2020

    • Author(s)
      Ujike Makoto、Kawachi Yukako、Matsunaga Yui、Etho Yuka、Asanuma Hideki、Kamitani Wataru、Taguchi Fumihiro
    • Journal Title

      Journal of Virology

      Volume: 95 Issue: 3

    • DOI

      10.1128/jvi.02111-20

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  • [Journal Article] The Inhaled Steroid Ciclesonide Blocks SARS-CoV-2 RNA Replication by Targeting the Viral Replication-Transcription Complex in Cultured Cells2020

    • Author(s)
      Matsuyama Shutoku、Kawase Miyuki、Nao Naganori、Shirato Kazuya、Ujike Makoto、Kamitani Wataru、Shimojima Masayuki、Fukushi Shuetsu
    • Journal Title

      Journal of Virology

      Volume: 95 Issue: 1

    • DOI

      10.1128/jvi.01648-20

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A novel defective recombinant porcine enterovirus G virus carrying a porcine torovirus papain-like cysteine protease gene and a putative anti-apoptosis gene in place of viral structural protein genes.2019

    • Author(s)
      Imai R, Nagai M, Oba M, Sakaguchi S, Ujike M, Kimura R, Kida M, Masuda T, Kuroda M, Wen R, Li K, Katayama Y, Naoi Y, Tsuchiaka S, Omatsu T, Yamazato H, Makino S, Mizutani T.
    • Journal Title

      Infect Genet Evol.

      Volume: 75 Pages: 103975-103975

    • DOI

      10.1016/j.meegid.2019.103975

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  • [Presentation] 組換牛トロウイルスの血球凝集素‐エステラーゼ(HE)遺伝子の安定性に関する研究2021

    • Author(s)
      酒井悠輔、荻原里奈、漆山尚也、江藤由佳、田口文広、神谷亘、氏家誠
    • Organizer
      第68回日本ウイルス学会学術集会
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      第68回日本ウイルス学会学術集会
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      第163回日本獣医学会学術集会
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  • [Presentation] 牛トロウイルスにおけるReverse Genetics系の確立2020

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      江藤由佳、漆山尚也、田口文広、神谷亘、氏家誠
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      氏家誠、鈴木友美、田口文広、
    • Organizer
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  • [Presentation] 牛トロウイルスのHemagglutinin‐Esterase(HE)遺伝子の安定性に関する研究2019

    • Author(s)
      木暮茉希、江藤由佳、イスラム・タイムール、田口文広、氏家誠
    • Organizer
      162回日本獣医学会学術集会
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  • [Presentation] 牛トロウイルスNucleocapsid(N)蛋白質のCRM1非依存的Nuclear export signal(NES)に関する研究2019

    • Author(s)
      木村留華、木田萌子、岩田修二、松永惟、田口文広、氏家誠
    • Organizer
      162回日本獣医学会学術集会
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  • [Remarks] 【新着論文】世界で初めて牛トロウイルスのリバースジェネティクス(人工ウイルス合成)に成功しました。

    • URL

      https://www.nvlu.ac.jp/news/20220201-01.html/

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  • [Remarks] 【新着論文】牛トロウイルスN蛋白質の核輸送がウイルス増殖に必須であることを明らかにしました

    • URL

      https://www.nvlu.ac.jp/news/20210312-03.html/

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      2021 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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