| Project/Area Number |
24K22042
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 49:Pathology, infection/immunology, and related fields
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
藤岡 容一朗 北海道大学, 医学研究院, 准教授 (70597492)
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| Project Period (FY) |
2024-06-28 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 細胞間コミュニケーション / ウイルス / カルシウム / 多細胞間コミュニケーション / イメージング |
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| Outline of Research at the Start |
ウイルス感染において、爆発的に感染細胞数が増えるフェーズにおける感染促進機構を分子レベルで解明する。特に細胞集団レベルでのカルシウムイオンダイナミクスに注目し、ウイルスがどのようにそのダイナミクスを調整するか明らかにする。感染に鍵になる分子を同定し、最終的にはその分子を標的とした抗ウイルス薬の開発に向けた基盤構築を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
気道感染するウイルスは、まず咳などで少数のウイルス粒子が健常者の呼吸上皮に到達し、少数の細胞が感染する。次いで、少数の感染細胞で増殖した子孫ウイルスが周囲の細胞に伝播し、爆発的に感染細胞数が増加する。これまでのウイルス研究は、主にウイルス量の増えた感染後期過程を再現する条件下で検証されており、それより前の過程での感染メカニズムはあまり分かっていない。そこで、本研究では感染初期から中期過程に注目した。しかし、初期過程を再現する実験条件下では感染細胞数が極めて少ないため、広視野カルシウムイメージングが可能な観察系を立ち上げた。その結果、感染細胞から周囲の非感染細胞へカルシウム濃度上昇が波のように伝搬する現象 (intracellualr calcium wave propagation, iCWP) を発見し、このiCWPにより周囲の非感染細胞で感染が促進することを見出した。また、感染細胞から分泌されたADPがADP受容体を介して周囲の細胞のカルシウム濃度上昇を誘導し、iCWPが発生することも明らかになってきた。本年度は、複数のADP受容体に対するsiRNAを用いて、ウイルス感染時のiCWP発生回数を定量解析したところ、有意に発生回数を減少させるsiRNAを特定できた。さらに、そのADP受容体に対する特異的阻害薬存在下では、同様にiCWPが減少した。以上から、ウイルスによって誘導されるiCWPの伝播に寄与するADP受容体を同定することができた。また、その阻害薬がin vitroでウイルス感染を抑制した。
一方、ナノサンプリング装置を用いて予備的実験を行ったが、その後のオミクス解析を行うに十分量の試料を回収することは困難であった。
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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
当初の目的であった、iCWP伝播に関わるADP受容体を同定することができた。このADP受容体の機能阻害薬が感染抑制効果を有していることも示すことができた。以上から概ね順調に進展していると評価できるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
iCWPを媒介するADP受容体およびその機能阻害薬が同定できたので、in vivoでの感染抑制効果を評価する。また、これまでに撮影した画像をもとに、発火の中心細胞の形態的特性を評価する。
１細胞ピッキングは現状では難しいため、レポーターウイルスを用いて、蛍光を発する細胞を回収することを試みる。
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