ウイルス感染が誘導する代謝リプログラミングに対するDrs遺伝子の作用

Research Project

Project/Area Number	22K07002
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 49030:Experimental pathology-related
Research Institution	Shiga University of Medical Science
Principal Investigator	旦部幸博滋賀医科大学, 医学部, 准教授 (50283560)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	drs癌抑制遺伝子 / 代謝リプログラミング / 病原体宿主関係 / ウイルス / Drs遺伝子 / 感染防御機構 / 代謝
Outline of Research at the Start	我々は、ヒト癌の悪性化に伴って遺伝子発現が消失するDrs遺伝子の研究から、Drsを消失させた細胞では、代謝リプログラミングが誘導されることと、各種のウイルスの増殖が亢進することを見出してきた。本研究では、ウイルス感染が誘導する代謝リプログラミングに対するDrs遺伝子の作用を検討し、その分子メカニズムを明らかにすることをともに、宿主病原体相互作用の観点から、ウイルスの感染戦略としての代謝リプログラミングの意義や、新たな抗ウイルス治療法への応用可能性を検討する。
Outline of Annual Research Achievements	ウイルス感染細胞が誘導する代謝リプログラミングに対するDrs遺伝子の作用について検討するために、本年度において申請者はDrs遺伝子導入した細胞株等を用いて各種ウイルス（単純ヘルペスウイルス, 水疱性口内炎ウイルス、インフルエンザウイルス, ニューカッスル病ウイルスなど）の感染実験を行った。以前の研究で我々は、野生k型ならびにDrsノックアウトマウス由来線維芽細胞(WTMEF, KOMEF)株について、各種ウイルスの感染性に違いが生じ、Drsの消失がウイルス増殖の亢進につながることを明らかにしたが、Drs遺伝子導入した各種の細胞株でも同じ現象が見られること、またT24（膀胱癌由来）など悪性化によってdrs発現が消失した癌細胞株に対してDrs遺伝子を再導入した場合には、ウイルス増殖の抑制がMEFの場合と比べて強く見られることを確認した。この現象はウイルス種によって違いがあり、単純ヘルペスウイルス（HSV）と水疱性口内炎ウイルス（VSV）で顕著であった。一方、それ以外のウイルス種では小さな差異に止まった。また、細胞外pHの変化とグルコース消費量を指標にしたグルコース代謝シフトに関しては、WTMEFとKOMEFの差異が比較的大きいのに対し、癌細胞にdrs遺伝子を再導入したことによる差異は比較的小さかった。ここまでの結果から、ウイルス増殖能とグルコース代謝シフトの大小に顕著な相関は認められなかったものの、今後の解析を行う上で有用なウイルスと細胞株を選定することができた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason ウイルス感染時に見られるグルコース等の主要代謝物の変化が、当初の予想したものよりも小さかったことから、それ以外の代謝産物も含めて、当初から予備案の一つとして考えていたメタボローム解析を行う必要性が高いと判断した。ただし予算の都合上、当該年度中での実施が困難であることから次年度に行うこととしたため、その分、進行が遅れることになった。
Strategy for Future Research Activity	Drs遺伝子を発現している細胞株について、ウイルス（HSV, VSV）を感染したときの代謝物全体の変化をメタボローム解析により解析する。それを通じて、代謝シフトがウイルス感染防御における役割を検討するとともに、感染するウイルスの種類によって質的違いが見られるかどうかを解析する。ウイルスの多くは、アクセサリータンパク質と呼ばれる固有のタンパク質をそれぞれ持っており、宿主細胞への感染に寄与することが知られているが、その中に特にdrsや代謝シフトをターゲットとするものがあるかどうかの可能性を検討する。