2016 Fiscal Year Annual Research Report
Prevention of a virus propagation based on cellular factors controlling HIV infection
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15H04659
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
三隅 将吾 熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 教授 (40264311)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高宗 暢暁 熊本大学, イノベーション推進機構, 准教授 (60322749)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | HIV-1 / 新規治療戦略開発 / 宿主因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、現行のcARTの問題点を少しでも改善するために、あえてHIV伝播を制御する細胞性因子を探索・選別し、HIVゲノムを宿主ゲノムに組み込ませないことを目指した新規治療戦略を提案することを目的としている。具体的な目的としては、1) HIV脱殻素過程制御機構に関与する細胞性因子(Pin1およびERK2)を標的とした治療戦略の開発 2) HIV逆転写機構に関与する細胞性因子(GAPDH)を標的とした治療戦略の開発 3) HIV感染を制御する新規細胞性因子の探索（感染性HIV粒子を構成するウイルスプロテオーム解析）を挙げる中で、2)および3)に成果が得られたので以下に説明する。まず、GAPDHに関連した成果としてGAPDH四量体がウイルス前駆体タンパク質のマトリックスおよびカプシドドメインと相互作用することにより、LysRS-tRNALys3複合体のウイルス粒子内取込みを阻害していることを明らかにした。ウイルス前駆体タンパク質とLysRS-tRNALys3複合体の相互作用様式については未だ議論の余地があるものの、今後GAPDHとウイルス前駆体タンパク質の相互作用に関する本知見を活用することで、より詳細なtRNALys3取込み機構を明らかにできることが期待され、HIV逆転写反応そのものを阻害する新規治療戦略を立案したいと考えている。次にHIV感染を制御する新規細胞性因子としてα-enolase (Eno1)を同定した。現在のところ、ENO1はY2H法を用いた解析では、ウイルス前駆体タンパク質との直接的な相互作用を示しておらず、GAPDHとは異なる機構でHIV-1逆転写過程を阻害することが示唆された。これらの研究は、HIVの逆転写過程そのものを停止させることができる治療薬開発のための有用な知見であると考えている。
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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
昨年の熊本地震で、超遠心機が破損したために、研究に支障が出ていたが、ようやく研究体制が整いはじめ、成果が出るようになってきた。実績の概要欄にも記載したが、新たな二つの知見に関して論文化も完了している。また、ERK2のHIV複製過程における機能を破綻させる目的で、FDA承認済み新規のMEK阻害剤trametinibのERK2活性化阻害を介したHIV脱殻阻害効果の検証を進めた結果、trametinibによってHIVの脱殻過程を抑制することにより、HIVの複製を抑制できることを明らかにできたことから、現在本知見を至急論文にまとめる作業を行っている。さらに、α-enolase (Eno1)がHIV-1複製を阻害する因子として機能していることを報告したが、ウイルスを産生する細胞内でのEno1の作用とウイルスを受け入れる側（標的細胞内）の作用では異なる可能性が明らかになってきたため、Eno1の細胞内局在を確認することで、本知見を論文にまとめる予定にしている。なお、Pin1阻害剤に関しては、現在候補阻害剤が見出せる可能性があるため、評価系を変えて同様に抗HIV活性があるかを確認できた時点で特許申請を開始し、その後論文化作業を進める計画にしている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、可能性が出てきたPin1阻害剤の候補は、他の医薬品開発よりも安全性面で有利であると考えていることから、現在見出している化合物等の誘導体化を含め、構造活性相関をはっきりさせることで、強い特許を取れるのではないかと考え、研究を推進したいと考えている。また、GAPDHのtRNALys3の取込み阻害には、GAPDHの四量体構造が必要であることが判ってきた。Pattinらが、IsofluraneがGAPDHの四量体構造を安定化することを報告していることから、実際にIsoflurane関連化合物の効果を検証してみたが、物性の問題で評価が難しいために、あらたに統合計算化学システムMOEを使って、すでに明らかになっているGAPDHの四量体立体構造を利用し、四量体安定化のために必要なGAPDH内の構造上のcavityにドッキングできる新規化合物をライブラリーから選択し、HIV持続感染細胞CEM/LAV-1細胞に処理後、ウイルス粒子内へのtRNALys3の取込みが実際に低下するか検証したいと考えている。最後に、一連の研究を進めてきた結果、Pin1阻害とERK2阻害という二つを作用させることで、PBMCレベルで強い効果が出る可能性が出てきたために、現在確認作業を進めている。
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Research Products
(7 results)
