Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
新しい切り口でのウイルス感染症対策を開発するためにも、分子・細胞レベルでの研究にとどまらず、ヒト生体内での感染症発症機序を理解するための研究が求められている。しかし、ウイルスが宿主細胞に取り込まれた後、ヒト生体内で感染が広がる過程について、未解明の部分が多い。我々は粒子数を制御した条件下で感染成立および細胞応答を定量解析したところ、粒子数の多寡で感染時の細胞応答および感染機構が劇的に変化する、すなわちシンギュラリティ現象を示唆するデータを得た。本研究ではシンギュラリティ細胞の同定および、細胞群全体におけるマクロな視点でのシグナル伝達時空間解析を通してシンギュラリティ現象のメカニズム解明に挑む。
ヒト生体内での感染症発症機序を理解することは、新しい切り口での感染症対策を講じるためにも重要である。しかし、これまでのウイルス研究は、ウイルス量の増えた感染後期の段階を想定した条件下で実験が行われていたため、生体内での感染拡大の機構はほとんどわかっていない。我々はこれまでに粒子数を厳密に制御 した定量的ウイルス感染実験系を構築し、ある一定の粒子数が細胞に曝露すると感染細胞数が爆発的に増えることを見出している。これをウイルス感染のシンギュラリティ現象と定義し、本研究においてその分子メカニズムの解明に挑んだ。R3年度までに樹立したカルシウムバイオセンサーO-GECO恒常発現細胞株を用いて、ウイルス感染後のカルシウムダイナミクスを細胞集団レベルで詳細に解析した。その結果、感染細胞でカルシウム濃度上昇が生じた後、近接する細胞においてカルシウム濃度上昇が伝播する現象、"propagating-wave"が発生することを見出した。R4年度は、このpropagating-waveを大阪大学永井教授、市村准教授らとの共同研究によりAMATERASを用いて観察し、その発生頻度がウイルス感染によって増加することを見出した。また、wave発生に鍵となるウイルス側タンパク質を同定した。さらに感染細胞から分泌される小分子を特定し、propagating-waveの発生を抑制する複数の阻害薬を同定した。それらがin vitroおよびin vivoで感染抑制効果を有することも明らかにした。以上から、本研究成果が抗インフルエンザウイルス薬開発への基盤となることが期待される。
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2023 2022 2021 Other
All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results, Peer Reviewed: 6 results, Open Access: 5 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results, Invited: 3 results) Book (2 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)
Frontiers in Oncology
Volume: 12 Pages: 978875-978875
10.3389/fonc.2022.978875
Cell Reports
Volume: 42 Issue: 3 Pages: 112229-112229
10.1016/j.celrep.2023.112229
Journal of Diabetes Investigation
Volume: - Issue: 7 Pages: 1134-1139
10.1111/jdi.13800
Cell Structure and Function
Volume: 47 Issue: 1 Pages: 43-53
10.1247/csf.21047
PLOS Pathogens
Volume: 18 Issue: 6 Pages: e1010593-e1010593
10.1371/journal.ppat.1010593
Heart Rhythm
Volume: 19 Issue: 10 Pages: 1725-1735
10.1016/j.hrthm.2022.05.034
http://cp.med.hokudai.ac.jp
https://cp.med.hokudai.ac.jp
