腸管オルガノイドのヒトノロウイルス感受性に関与する因子の同定
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21K08496
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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 54030:Infectious disease medicine-related
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
芳賀 慧 北里大学, 感染制御科学府, 講師 (80528373)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | ヒトノロウイルス / 腸管オルガノイド / ノロウイルス / オルガノイド / ウイルス性胃腸炎 |
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| Outline of Research at the Start |
ヒトノロウイルスは、ウイルス性胃腸炎の原因として広く知られている。ヒトの体内ではよく増え感染性も非常に強いが、培養細胞を用いて増やすことは困難であった。近年、小腸から採取し試験管内で分化能を維持したまま増殖させることが可能なヒト腸管オルガノイド（HEO)細胞を用いることで、ヒトノロウイルスを増やすことが可能となった。しかしなぜこのHEO細胞でノロウイルスが増殖できるのかは未だ不明である。そこで本研究では、ヒトノロウイルスの感受性に関わるHEO細胞の宿主因子を同定することを試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究から、腸管細胞の表面に発現している糖鎖抗原がヒトノロウイルスの感染に関与していることが強く示唆されていた。疫学的研究やボランティ ア研究により、この糖鎖抗原にフコースを修飾するフコース転移酵素2(FUT2)遺伝子が機能していないヒトは、ヒトノロウイルス感染に抵抗性があることも知られている。ヒトの腸管オルガノイドを用いたヒトノロウイルスの培養系においても、FUT2遺伝子を欠失させたヒト腸管オルガノイド細胞は、過去に大流行を起こしたヒトノロウイルス_GII.4株に感染抵抗性を示した。 以上より、ヒトノロウイルスに対して腸管オルガノイドが感受性を示す要因が、細胞表面上に発現しているフコース修飾された分子と推測できる。実際にFUT2 を欠損させることで、膜表面へのヒトノロウイルスの結合が減少する。
そこで本事業では、FUT2遺伝子を欠失させたヒト腸管オルガノイドと通常のヒト腸管オルガノイドを用いて、ヒトノロウイルスのウイルス様粒子（VLP)に結合する細胞膜表面上に発現している分子を比較した。その結果、ヒトノロウイルスのVLPに結合する分子のうち、通常のオルガノイドでのみ見つかったの分子、すなわち感染感受性に関与している可能性が高い候補分子を数種同定することに成功した。これらの同定した分子の遺伝子発現をそれぞれCRISPR/Cas9で欠失させたヒト腸管オルガノイド細胞を樹立することに成功したが、ヒトノロウイルスの感受性は変化しなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
同定した候補分子の発現をCRISPR/Cas9で欠失させることはできたが、ヒトノロウイルスの感受性は変化しなかった。おそらく、フコースが転移される分子は数多く、個々に発現を欠失させてもヒトノロウイルス感受性は変化しないものと思われる。実際に、他の細胞株でもFUT2が発現していて、ヒトノロウイルスが結合するという報告は多々ある。よって、ヒト腸管オルガノイドがヒトノロウイルスに感受性である理由は、他のところにあると考えている。大きく方向転換したため本研究は遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
分化させたヒト腸管オルガノイド細胞のうちヒトノロウイルスに対して感受性がある細胞は限られていた。今回新たに、ヒトノロウイルスを感染させたヒト腸管オルガノイド中のウイルスRNA複製が行われた細胞数を調べた結果、当初ウイルスタンパクの発現を観察することで判定していた感染細胞数より相当低かった。
今後は、ウイルスRNAが複製している細胞をスクリーニングして、その細胞に特異的な分子発現を調べ、それら分子とノロウイルス感染感受性との関係を調査する。
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Report
(2 results)
Research Products
(10 results)
