宿主細胞を殺傷せずにウイルス蛋白質を選択的に認識し排除する免疫機構の解明

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H04739
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science
• Principal Investigator: 小原 道法 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, プロジェクトリーダー (10250218)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 齊藤 誠 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, 研究員 (20433021) ; 徳永 優子 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, 研究員 (80555011)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 特殊環状ペプチド / インフルエンザウイルス / 増殖抑制

Outline of Annual Research Achievements

特殊環状ペプチドiHA-100がインフルエンザウイルス増殖を抑制するメカニズムを明らかにするため、ウイルスが高効率で感染・複製可能なMDCK細胞を用い、ウイルス感染環のどこの段階を阻害しているかについて詳細な解析をおこなった。インフルエンザウイルスが細胞に吸着後、侵入から脱殻までに要する時間については複数の論文において詳細が明らかにされている：細胞吸着後20分でエンドサイトーシスを完了、その後初期エンドソームと融合しウイルス粒子が酸化を受けるまでに60分を要する。吸着後90分でウイルス粒子はエンドソーム膜と融合し、3時間で脱殻を完了する。脱殻により細胞質へとリリースされたウイルスゲノムは核内へと移行し、ゲノム複製をおこなう。
これらの知識を踏まえて、様々な異なるタイミングでiHA-100を培養上清に添加する実験をおこなったところ、ウイルス吸着前および直後の添加により完全にウイルス感染を阻止することが判明した。さらに細胞内侵入後、エンドソーム膜と融合を開始する感染吸着後90分に添加した場合においても強い抑制効果がみられ、iHA-100による抑制効果がみられないのは3時間後に添加した場合のみであった。これらの結果は、ウイルスが細胞内侵入後もiHAは細胞膜を通過し、エンドソーム内に存在するウイルス粒子上のHAに結合し脱殻前の過程を強力に抑制することが可能であることを示すものである。以上より、iHA-100の作用機序として、細胞外に存在するウイルス粒子の感染性を中和するだけでなく、細胞内においてもHAと相互作用し侵入過程の複数の段階をブロックする新たな仕組みが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

iHA-100の作用機序として、細胞外に存在するウイルス粒子の感染性を中和するだけでなく、細胞内においてもHAと相互作用し侵入過程の複数の段階をブロックする新たな仕組みを明らかにした。

Strategy for Future Research Activity

細胞内侵入後、エンドソーム膜と融合を開始する感染吸着後90分に添加した場合においても強い抑制効果がみられ、iHA-100による抑制効果がみられないのは3時間後に添加した場合のみであった。これらの結果は、ウイルスが細胞内侵入後もiHAは細胞膜を通過し、エンドソーム内に存在するウイルス粒子上のHAに結合し脱殻前の過程を強力に抑制することが可能であることを示すものである。今後はこの抑制機序について解析を進める。

Research Products

• [Journal Article] Susceptibility and initial immune response of Tupaia belangeri cells to dengue virus infection (2017)
  • Author(s): Kayesh MEH, Kitab B, Sanada T, Hayasaka D, Morita K, Kohara M, *Tsukiyama-Kohara K.
  • Journal Title: Infect Genet Evol. Volume: 51 Pages: 203-210
  • DOI: 10.1016/j.meegid.2017.04.003
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Selective inhibitor of Wnt/β-catenin/CBP signaling ameliorates hepatitis C virus-induced liver fibrosis in mouse model (2017)
  • Author(s): Yuko Tokunaga, Yosuke Osawa, Takahiro Ohtsuki, Yukiko Hayashi, Kenzaburo Yamaji, Daisuke Yamane, Mitsuko Hara, Keisuke Munekata, Kyoko Tsukiyama-Kohara, Tsunekazu Hishima, Soichi Kojima, Kiminori Kimura, and *Michinori Kohara
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 7 Pages: 325
  • DOI: 10.1038/s41598-017-00282-w.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Transmission of HBV-DNA mediated by ceramide-triggered extracellular vesicles (2016)
  • Author(s): Takahiro Sanada, Yuichi Hirata, Yutaka Naito, Naoki Yamamoto, Yoshiaki Kikkawa, Yuji Ishida, Chihiro Yamasaki, Chise Tateno, Takahiro Ochiya, and *Michinori Kohara. Transmission of HBV-DNA mediated by ceramide-triggered extracellular vesicles
  • Journal Title: Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology Volume: 3 Pages: 272-283
  • DOI: 10.1016/j.jcmgh.2016.10.003
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Sensitization with vaccinia virus harboring hemagglutinin recovers the immune potential against highly pathogenic H5N1 influenza virus in non-human primates (2016)
  • Author(s): Fumihiko Yasui, Yasushi Itoh, Ai Ikejiri, Masahiro Kitabatake, Nobuo Sakaguchi, Keisuke Munekata, Shintaro Shichinohe, Yukiko Hayashi, Hirohito Ishigaki, Misako Nakayama, Yoshihiro Sakoda, Hiroshi Kida, Kazumasa Ogasawara, *Michinori Kohara
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 6 Pages: 37915
  • DOI: 10.1038/srep37915
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Novel pH-sensitive multifunctional envelope-type nanodevice for siRNA-based treatments for chronic HBV infection. (2016)
  • Author(s): Naoki Yamamoto, Yusuke Sato, Tsubasa Munakata, Masakazu Kakuni, Chise Tateno, Takahiro Sanada, Yuichi Hirata, Shuko Murakami, Yasuhito Tanaka, Kazuaki Chayama, Hiroto Hatakeyama, Mamoru Hyodo, Hideyoshi Harashima and *Michinori Kohara
  • Journal Title: J. Hepatrology Volume: 64 Pages: 547-555
  • DOI: 10.1016/j.jhep.2015.10.014
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] インフルエンザウイルス感染阻害活性を示すヘマグルチニン結合性特殊環状ペプチド (2016)
  • Author(s): 斉藤 誠、安井文彦、棟方 翼、飛田良美、小澤 真、小原恭子、伊藤利紗、菅 裕明、窪田規一、小原道法
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜 （神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] ワクチニアウイルスDls株を母体としたインフルエンザHA組換えワクチンのカニクイザルでの八章防御効果の検討 (2016)
  • Author(s): 宗片圭祐、安井文彦、伊藤 靖、石井孝司、喜田 宏、小笠原一誠、小原道法
  • Organizer: 第20回日本ワクチン学会学術集会
  • Place of Presentation: 京王プラザホテル（東京都新宿区）
  • Year and Date: 2016-10-22 – 2016-10-23
• [Presentation] Amelioration of HCV liver fibrosis by selective inhibitor of Wnt/β-catenin/CBP signaling (2016)
  • Author(s): Tokunaga Y., Osawa Y., Ohtsuki K., Yamaji K., Yamane D., Munekata K., Hara M., Kojima S., Kimura K., Kohara M.
  • Organizer: 23rd International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • Place of Presentation: Kyoto, Japan
  • Year and Date: 2016-10-11 – 2016-10-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Transcriptome profiling reveals quick immune response in the early stage of HBV infection in Tupaia belangeri (2016)
  • Author(s): Sanada T.,Tsukiyama-Kohara K., Yamamoto N., Kayesh MEH., Takano J., Shiogama Y., Yasutomi Y., Kohara M.
  • Organizer: International Meeting on Molecular Biology of Hepatitis B Viruses
  • Place of Presentation: ソウル（韓国）
  • Year and Date: 2016-09-21 – 2016-09-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Prevention effect of H5N1 HPAI and H1N1 pdm2009 influenza vaccine based on highly attenuated vaccinia virus vector in cynomolgus monkeys (2016)
  • Author(s): Munekata K., Yasui F., Itoh Y., Ishii K., Sakoda Y., Kida H., Ogasawara K., Kohara M.
  • Organizer: 10th Vaccine Congress
  • Place of Presentation: Amsterdam, the Netherlands
  • Year and Date: 2016-09-04 – 2016-09-07
  • Int'l Joint Research