単純ヘルペスウイルスの増殖を制御する宿主因子の同定とその役割の解明

• Project/Area Number: 22390088
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Virology
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 西山 幸廣 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60115615)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木村 宏 名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (30303621) ; 五島 典 名古屋大学, 医学系研究科, 助教 (70201499) ; 鎌倉 真紀 名古屋大学, 医学系研究科, COE特任助教 (80437003)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000); Fiscal Year 2012: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2011: ¥8,190,000 (Direct Cost: ¥6,300,000、Indirect Cost: ¥1,890,000); Fiscal Year 2010: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
• Keywords: 単樹ヘルペスウイルス / 宿主因子 / 遺伝子機能 / ウイルス増殖機構 / 単純ヘルペスウイルス

Research Abstract

単純ヘルペスウイルス(HSV)感染後の宿主遺伝子発現の変動について、マイクロアレイ法を用いて網羅的に解析し、感染によって発現量が著しく増大する多数の宿主遺伝子を新たに同定した。その中の一つ、zinc finger transcription factor insulinoma-associated 1(NSM1)は早期胚の神経系発生に必須であることが知られており、そのmRNAレベルはHSV感染によって400倍以上増加した。そこでINSM1に着目し、HSV感染における動態、役割について検討した。その結果、INSM1はHSVの増殖制御に重要な役割を果たす前初期遺伝子産物ICP0のプロモーター領域に結合し、ウイルス増殖に対し促進的に作用していることが明らかになった。ICP0は潜伏感染からの再活性化に重要な役割を担っていることが明らかになっており、この過程における宿主因子INSM1の関与の有無は今後の検討すべき課題といえる。
Tankyrase1は細胞質を中心にテロメアや中心体などにも広く分布する蛋白質で、poly(ADP-ribose)polymerase(PARP)活性をもつ。本研究ではHSV感染におけるtankyrase1の動態と役割についても検討した。その結果、HSV感染によってtankyrase1がリン酸化修飾を受けること、その反応にextracellular signa-related kinase(ERK)が関与していること、感染によってtankyrase1の局在性が著しく変化し核内のreplication compartment内にリクルートされることが判明した。また、ICP0とtankyrase1は相互作用し、核内で共局在することが明らかになった。さらに、tankyrase1及びtankyrase2の発現を抑制した細胞や、PARP活性阻害剤XAV939を用いた実験から、効率的なHSV増殖にはtankyrase1が必要であることが示された。以上の観察は、HSV増殖において、宿主因子tankyrase1がICP0、ERK依存的に重要な役割を果たしていることを示唆するものである。

Research Products

• [Journal Article] Herpes simplex virus requires PARP activity for efficient replication and induces ERK-dependent phosphorylation and ICP0-dependent nuclear localization of tankyrase 1 (2012)
  • Author(s): Li Z, Yamauchi Y, Kamakura M, et al
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: (In press) Issue: 1 Pages: 492-503
  • DOI: 10.1128/jvi.05897-11
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Herpes simplex virus induces the marked up-regulation of the zinc finger transcriptional factor INSM1, which modulates the expression and localization of the immediate early protein ICP0 (2011)
  • Author(s): Kamakura M, Goshima F, Luo C, et al
  • Journal Title: Virology Journal Volume: 8 Issue: 1 Pages: 257-257
  • DOI: 10.1186/1743-422x-8-257
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Herpes simplex virus type 1 UL14 tegument protein regulates intracellular compartmentalization of major tegument protein VP16 (2011)
  • Author(s): Ohta A, Yamauchi Y, Muto Y, et al
  • Journal Title: Virology Journal Volume: 26 Issue: 1 Pages: 365-365
  • DOI: 10.1186/1743-422x-8-365
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Herpes simplex virus 1 protein kinase Us3 and major tegument protein UL47 reciprocally regulate their subcellular localization in infected cells (2011)
  • Author(s): Kato A, Liu Z, Minowa A, et al
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: 85 Issue: 18 Pages: 9599-9613
  • DOI: 10.1128/jvi.00845-11
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Auditory and vestibular defects induced by experimental labyrinthitis following herpes simplex virus in mice (2011)
  • Author(s): Esaki S, Goshima F, Kimura H, et al
  • Journal Title: Acta Oto-Laryngologica Volume: 131 Issue: 7 Pages: 684-691
  • DOI: 10.3109/00016489.2010.546808
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hepatocyte growth factor incorporated into herpes simplex virus vector accelerates facial nerve regeneration after crush injury (2011)
  • Author(s): Esaki S, Kitoh J, Katsumi S, Goshima F, Kimura H, Safwat M, Yamano K, Watanabe N, Nonoguchi N, Nakamura T, Coffin RS, MiyatakeSI, Nishiyama Y, Murakami S.
  • Journal Title: Gene Ther Volume: 18 Issue: 11 Pages: 1063-9
  • DOI: 10.1038/gt.2011.57
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A phase I dose-escalation clinical trial of intraoperative direct intratumoral injection of HF10 oncolytic virus in non-resectable patients with advanced pancreatic cancer (2011)
  • Author(s): Nakao A, Kasuya H, Sahin TT, et al
  • Journal Title: Cancer Gene Ther Volume: 18 Issue: 3 Pages: 167-175
  • DOI: 10.1038/cgt.2010.65
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mitochondria and viruses. (2011)
  • Author(s): Ohta, A., Nishiyama, Y.
  • Journal Title: Mitochondrion Volume: 11 Pages: 1-12
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Herpes simplex virus UL56 interacts with and regulates the Nedd4-family ubiquitin liease Itch. (2010)
  • Author(s): Ushijima Y, Luo C, Kamakura M, et. al.
  • Journal Title: Virol J. Volume: 7 Pages: 179-179
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Carrier cell-based delivery of replication- competent HSV-1 mutants enhances antitumor effect for ovarian cancer. (2010)
  • Author(s): Fujiwara, S., Nawa, A., Luo, CH., et al.
  • Journal Title: Cancer Gene Therapy Volume: 18 Pages: 77-86
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Apoptosis induction after herpes simplex virus infection differs according to cell type in vivo. (2010)
  • Author(s): Esaki, S., Goshima, F., Katsumi, S., et.al.
  • Journal Title: Archieves of Virology Volume: 155 Pages: 1235-1245
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 単純ヘルペスウイルス(HSV)感染によるINSM1の発現変化とその役割 (2010)
  • Author(s): 鎌倉真紀、牛島洋子、五島典, 他
  • Organizer: 第58回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: あわぎんホール(徳島)
  • Year and Date: 2010-11-09
• [Presentation] 単純ヘルペスウイルス(HSV)感染におけるtankyrase1の修飾と細胞内局在の変化 (2010)
  • Author(s): 李専、山内洋平、木村宏, 他
  • Organizer: 第58回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: あわぎんホール(徳島)
  • Year and Date: 2010-11-07