| Project/Area Number |
21K05981
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 42030:Animal life science-related
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| Research Institution | National Institute of Infectious Diseases |
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Principal Investigator |
黒須 剛 国立感染症研究所, ウイルス第一部, 主任研究官 (70432432)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | デングウイルス / 重症感染症 / 全身性感染症 / 多臓器不全 / 血漿漏出 / サイトカインストーム / 出血熱 / 感染動物モデル / IL-6 / 免疫異常 / ウイルス性出血熱 / 感染症 |
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| Outline of Research at the Start |
デングウイルスの重症化には宿主免疫系の異常活性化、サイトカインストームが関与すると予想されている。しかし、なぜ免疫細胞の異常活性化が起こるか、不明である。COVID-19による重症化にはIL-6が重要だと考えられているが、デング重症化でも同様である。そもそも「なぜIL-6が過剰産生されるのか？」疑問である。我々はこれまである特定のT細胞集団から産生される物質が重要であることを明らかにした。次になぜ、どのようにこの特定のT細胞が活性化されるか解決することで、重症化の最も鍵になると考えられる部分を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではデング出血熱マウスモデルを用いて、サイトカインストームによる重症化機序解明を目的にしている。重症デング出血熱では感染によりなぜ免疫細胞の異常活性化が起こるか明らかではない。また他の重症感染症においても病原機序が明らかにされていない。我々はこれまである特定のT細胞集団から産生されるIL-17Aが重要であることを明らかにした。このモデルではTNF-αやIL-17Aシグナルに対する中和抗体による阻害により症状が軽減され、致死率が劇的に改善される。阻害効果は、転写レベルでの制御のためであることを明らかにした。この結果を国際誌に報告した。
これまで全身のI型II型インターフェロンレセプターがノックアウト（IFN-RKO）されたマウスを用いていたが、ウイルスを馴化させたことにより免疫的により強いミエロイド系（骨髄系）の細胞だけのI型インターフェロンレセプターだけがノックアウトされているマウス（LysM Cre+Ifnarflox/floxマウス）への感染により血漿漏出を起こす新規モデルの開発に成功した。1型と3型のマウス馴化デングウイルスの遺伝子配列をサンガー法と次世代シークエンサーにて解析した。強毒化したウイルスには遺伝子レベル、タンパク質レベルでの置換が見つかった。血清で馴化したウイルスは致死性を示さなかった。馴化する臓器により病原性に違いを与えるような因子があるのかもしれない。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
免疫的により強いLysM Cre+Ifnarflox/floxマウスに致死性を示す馴化した2つのウイルスDV1-5P7Sp及びDV3P4Bmはそれぞれ1型、3型デングウイルスをマウス脾臓または骨髄に馴化することで作成した。馴化ウイルスの遺伝子配列を次世代シークエンサー（ＮＧＳ）により解析したところ、多くの置換はquasispeciesとして存在することが分かった。もともとquasispeciesを持つウイルス集団として維持されていたウイルスが、継代により選択された可能性が示唆された。これはサンガー法で遺伝子配列決定したとは異なる結果となり、ＮＧＳの活用が必要であることが明らかになった。
組織切片の蛍光抗体法によりマウスでは、マクロファージ系細胞が主な感染標的細胞であることがわかった。また実際、馴化により骨髄での増殖能が上昇していることも確認している。そこで骨髄系細胞感染への重要性を確認するため、LysM Cre+Ifnarflox/floxマウスから得た感染性のある骨髄細胞を野生型マウスへ移植し、そのマウスにウイルスを感染させた。致死感染であることを期待したが体重減少も病態変化も認められなかった。トランスファーした細胞の定着率が不明であるため、この観察からだけでは結論付けられない。他の方法での確認が必要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの細胞集団を扱うバルク解析から多くの知見を得られた。しかし、実際にどのシグナルがどの細胞に効果があるかを明らかにするためには、シングルセルレベルでの解析も必要である。マウスモデルで最も病状（血漿漏出）が激しい腸管由来の細胞についてシングルセルレベルでのサイトカイン、ケモカイン、その他血漿漏出関連宿主因子とそれらの受容体発現、細胞の分化段階を観察することで、シングルセルレベルでの臓器全体での感染にたいする反応について解析することで、以下に血漿漏出が起ったかを明らかにする。
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