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B型肝炎ウイルス侵入過程における受容体共役因子の役割と制御機構に関する研究

Research Project

Project/Area Number 22KJ2816
Project/Area Number (Other) 22J22904 (2022)
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund (2023)
Single-year Grants (2022)
Section国内
Review Section Basic Section 49060:Virology-related
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

塩野谷 果歩  東京理科大学, 創域理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2023: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
KeywordsB型肝炎ウイルス / HBV / ウイルス侵入 / 受容体 / トロピズム / 宿主指向性 / 侵入 / ウイルス / EGFR / ユビキチン化
Outline of Research at the Start

B型肝炎ウイルス(HBV)は標的細胞上のナトリウム-タウロコール酸共輸送体に吸着後、受容体チロシンキナーゼ(RTK)ファミリーの上皮成長因子受容体(EGFR)のエンドソーム輸送を介して内在化し、エンドソームへと輸送される。現在まで、EGFRが関わるHBV輸送に必要な因子やその制御メカニズム、RTK間での受容体共役因子能の共通性など、HBV侵入におけるRTKの役割の全貌は明らかになっていない。本研究ではHBV輸送に必要な因子や受容体共役因子能を有するRTKをHBV感染培養系を用いて同定し、得られた因子のHBV侵入における役割を解析することでHBV感染成立の分子機構の解明を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

B型肝炎ウイルス(HBV)の宿主指向性の解明を目指し、HBV侵入受容体ナトリウム-タウロコール酸共輸送体(NTCP)ホモログによるHBV感染制限機序の解析を進めた。HBVの感染宿主域は狭く、ヒトやチンパンジーには感染するが、これらと系統的に最も近縁な旧世界ザルのcynomolgus macaqueはHBVに対して感受性を示さない。これは、HBV表層抗原の一部であるpreS1領域がmacaque由来のNTCP(mNTCP)に吸着できないためであるが、なぜmNTCPがHBV preS1吸着を許容できないのか、その制限メカニズムは理解されていない。本研究では、mNTCPによるHBV吸着および感染制限機序を解明することを目的とした。
クライオ電子顕微鏡解析によってmNTCP-胆汁酸複合体の立体構造を明らかにした(共同研究先)。mNTCP-胆汁酸複合体に、ヒトNTCP-preS1複合体構造のpreS1構造を仮想的に重ね合わせると、mNTCPのArg158がpreS1主鎖と立体障害を起こしていることが明らかとなった。mNTCP aa 158を19アミノ酸すべてに置換したmNTCP変異体を作出し、これらのpreS1吸着能を調べたところ、ヒト型のグリシンのみがpreS1吸着活性を示した。
mNTCPのaa 86およびaa 158をヒト型に置換した二重ヒト化変異は、aa 158単独ヒト化変異に比べ、preS1吸着およびHBV感染感受性を上昇させた。分子動力学シミュレーションによって、aa 86にヒト型のリジンを有することが、preS1の安定的な結合に寄与することが示された(共同研究先)。本研究において、NTCPの異なる2箇所における協調的なpreS1-NTCP結合様式が明らかとなり、mNTCPではこの2箇所における制限がHBV感染に対する分子バリアとなっていることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究課題である「B型肝炎ウイルス(HBV)侵入過程における受容体共役因子の役割と制御機構に関する研究」は、HBV侵入における受容体型チロシンキナーゼ(RTK)の役割とその制御機序を解明することを目的としている。研究課題は、HBV吸着後過程に寄与するRTKに着目した解析を行うことで、HBV感染成立、宿主の感染感受性、HBVの細胞指向性決定原理を理解することを目指しているが、本年度行ったHBV侵入受容体ナトリウム-タウロコール酸共輸送体(NTCP)ホモログによるHBV感染制限機序の解析では、ウイルス吸着過程におけるHBV制限メカニズムを明らかにしており、こうした本年度の研究成果はHBVの細胞指向性・宿主指向性を理解するための重要な知見を提供するだけでなく、ウイルス吸着後過程におけるHBV感染制限に着目した研究課題の発展にも貢献すると考えているため、研究はおおむね順調に進展していると思われる。

Strategy for Future Research Activity

本年度までにAlphaScreen法でEGFR結合親和性が高かったEGFRユビキチン化酵素(E3リガーゼ)のうち、遺伝子ノックダウンによってHBV感染許容細胞でHBV感染を低下させた5つのE3リガーゼのEGFR結合能およびEGFRユビキチン化能を評価した。HBVエンベロープタンパク質の一部を模倣したペプチドプローブとHBV感染許容細胞株を用いた共焦点顕微鏡解析により、EGFR結合能およびEGFRユビキチン化能が確認できている候補E3リガーゼのHBVエンドソーム輸送の制御段階を評価したが、遺伝子ノックダウンでは表現系が見づらく、現在、これら候補E3リガーゼのノックアウト細胞の取得を試みている。ノックアウト細胞を使ってもなお候補E3リガーゼの細胞内HBV輸送への影響を評価しづらい場合は、本年度の研究成果を踏まえ、HBV吸着は成立するが感染は成立しない動物種(HBV吸着後過程がウイルス感染の制限となっている動物種)を同定し、それら動物種が有するHBV侵入受容体ホモログやRTKに着目することで、HBV感染成立、宿主の感染感受性、HBVの細胞指向性決定原理を理解することを目指す。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Identification of IMP Dehydrogenase as a Potential Target for Anti-Mpox Virus Agents2023

    • Author(s)
      Hishiki T、Morita T、Akazawa D、Ohashi H、Park E、Kataoka M、Mifune J、Shionoya K、Tsuchimoto K、Ojima S、Azam Aa H、Nakajima S、Kawahara M、Yoshikawa T、Shimojima M、Kiga K、Maeda K、Suzuki T、Ebihara H、Takahashi Y、Watashi K.
    • Journal Title

      Microbiology Spectrum

      Volume: 11 Issue: 4

    • DOI

      10.1128/spectrum.00566-23

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] An ACAT inhibitor regulates SARS-CoV-2 replication and antiviral T cell activity2023

    • Author(s)
      Nathalie M Schmidt, Rory Peters, Rachel Brown, Hao Wang, Leo Swadling, COVIDsortium Investigators, Joseph Newman, Nazia Thakur, Kaho Shionoya, Sophie B Morgan, Timothy SC Hinks, Koichi Watashi, Dalan Bailey, Scott B Hansen, Mala K Maini, Jane A McKeating
    • Journal Title

      PLoS Pathog

      Volume: 3 Issue: 5 Pages: e1011323-e1011323

    • DOI

      10.1371/journal.ppat.1011323

    • Related Report
      2023 Research-status Report 2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Potential Anti-Mpox Virus Activity of Atovaquone, Mefloquine, and Molnupiravir, and Their Potential Use as Treatments2023

    • Author(s)
      Akazawa D、Ohashi H、Hishiki T、Morita T、Iwanami S、Kim KS、Jeong YD、Park ES、Kataoka M、Shionoya K、Mifune J、Tsuchimoto K、Ojima S、Azam AH、Nakajima S、Park H、Yoshikawa T、Shimojima M、Kiga K、Iwami S、Maeda K、Suzuki T、Ebihara H、Takahashi Y、Watashi K
    • Journal Title

      The Journal of Infectious Diseases

      Volume: Online ahead of print. Issue: 5 Pages: 591-603

    • DOI

      10.1093/infdis/jiad058

    • Related Report
      2023 Research-status Report 2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Different efficacies of neutralizing antibodies and antiviral drugs on SARS-CoV-2 Omicron subvariants, BA.1 and BA.22022

    • Author(s)
      Ohashi H、Hishiki T、Akazawa D、Kim KS、Woo J、Shionoya K、Tsuchimoto K、Iwanami S、Moriyama S、Kinoshita H、Yamada S、Kuroda Y、Yamamoto T、Kishida N、Watanabe S、Hasegawa H、Ebihara H、Suzuki T、Maeda K、Fukushi S、Takahashi Y、Iwami S、Watashi K
    • Journal Title

      Antiviral Research

      Volume: 205 Pages: 105372-105372

    • DOI

      10.1016/j.antiviral.2022.105372

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Analysis of the amino acid substitutions in NTCP determining the susceptibility to viral binding and its mechanisms2023

    • Author(s)
      Kaho Shionoya, Junki Mifune, Atsuto Kusunoki, Chisa Kobayashi, Takeshi Morita, Kousho Wakae, Hideki Aizaki, Koichi Watashi
    • Organizer
      2023 International HBV meeting
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] B型肝炎ウイルス感染受容体NTCPのウイルス吸着および感染感受性における役割2023

    • Author(s)
      Kaho Shionoya, Junki Mifune, Atsuto Kusunoki, Chisa Kobayashi, Takeshi Morita, Kousho Wakae, Hideki Aizaki, Koichi Watashi
    • Organizer
      第70回日本ウイルス学会学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] B型肝炎ウイルス感染における上皮増殖因子受容体の翻訳後修飾の役割2023

    • Author(s)
      Kaho Shionoya, Masashi Iwamoto, Kosho Wakae, Hideki Aizaki, Masamichi Muramatsu, Koichi Watashi
    • Organizer
      第17回ウイルス学キャンプ 湯河原
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Role of post-translational modification of epidermal growth factor receptor in hepatitis B virus trafficking and infection2023

    • Author(s)
      Kaho Shionoya, Masashi Iwamoto, Kosho Wakae, Hideki Aizaki, Masamichi Muramatsu, Koichi Watashi
    • Organizer
      The 9th Japan-Taiwan-Korea HBV Research Symposium
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Role of post-translational modification of epidermal growth factor receptor in hepatitis B virus trafficking and infection2022

    • Author(s)
      Kaho Shionoya, Masashi Iwamoto, Kosho Wakae, Hideki Aizaki, Masamichi Muramatsu, Koichi Watashi
    • Organizer
      第69回日本ウイルス学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Role of post-translational modification of epidermal growth factor receptor in hepatitis B virus trafficking and infection2022

    • Author(s)
      Kaho Shionoya, Masashi Iwamoto, Kosho Wakae, Hideki Aizaki, Masamichi Muramatsu, Koichi Watashi
    • Organizer
      2022 International HBV Meeting
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 医学のあゆみ Vol.281 No.3(HBV培養細胞系を利用したウイルス侵入メカニズムの解析と創薬研究の進展)2022

    • Author(s)
      塩野谷果歩、渡士幸一
    • Total Pages
      295
    • Publisher
      医歯薬出版
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-04-28   Modified: 2024-12-25  

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