2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K15138
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
有井 潤 東京大学, 医科学研究所, 助教 (30704928)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | HSV / レセプター / 細胞間伝播 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
単純ヘルペスウイルス（HSV）はヒトに口唇ヘルペス、脳炎、性器ヘルペス、眼疾患といった多様な病態を引き起こし、関連する医療費はアメリカ合衆国で年間30億ドルと試算されるほど大きな問題となっている。本研究はHSVによる細胞間感染に焦点を当てている。これはウイルス粒子が細胞外に放出されず直接隣の細胞に感染する方法であり、HSVでは主要な感染経路であるものの、その複雑性からほとんど研究が行われていない。本研究では、HSVの細胞感染に重要な役割を担うと考えられているウイルス糖タンパク質glycoprotein E/I (gE/gI)複合体に注目した。現在までのところ、gE/gが細胞間感染特異的にウイルスによる細胞侵入を引き起こすと考えられているが、その具体的なメカニズムや対応する宿主因子は報告されていない。gE/gIに結合し、細胞間感染を仲介する宿主因子、すなわちHSVの細胞間感染受容体を二種類のスクリーニングを行うことによって同定し、HSV細胞間感染におけるメカニズムを明らかにすることを試みている。
HSVはVero細胞では巨大なplaqueを形成するが、HeLa細胞においてはほとんどplaqueを形成しない。HeLa細胞では細胞感染を仲介する因子が低発現となっているという仮説を立て、Vero細胞のcDNA libraryをHeLa細胞に導入し、HSVによるplaque形成能が上昇したものを選抜した。また感染細胞からgEを二重免疫沈降で精製後、超高感度質量解析装置（LC-MS/MS法）を用いることで、gEと会合する700種のタンパク質を同定した。これら二つのスクリーニングの結果共通する因子に注目して研究を進めた。
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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
ウイルスによる細胞間感染は、生体内における病態発現に重要であると考えられているものの、その具体的なメカニズムはほとんど明らかになっていない。本研究では細胞間感染に特異的に用いられる宿主因子を同定しようとする試みた。細胞感染の効率を上げる因子の探索、および細胞感染に必須なウイルス因子と会合する宿主因子の探索という全く関連のない二つのスクリーニングによって、同じ因子を得ることができたのは、驚くべきことであり、二重のスクリーニングの妥当性を示すものであるといえる。得られた因子はすでに、過剰発現によって細胞間感染を促進すること、gEと会合すること、発現抑制によって細胞間感染の効率が低下することが明らかになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
得られた因子がHSVの細胞間感染に寄与することは、本研究より明らかとなったが、その具体的なメカニズムは未だに不明である。HSVが巨大なplaqueを形成する細胞における当該因子の発現抑制下において、どのような変化が起きているのかを、今後電子顕微鏡解析や免疫染色などを駆使して解析することで、その具体的なメカニズムに迫り、さらにはHSV細胞感染の分子機構の一端を明らかにすることができると考えられる。とくにgEの欠損株においては、感染細胞におけるウイルスカプシドの局在が変化することが知られており、同様の現象がこの因子の阻害によって起きるか否かに注目する。また、この因子はほかの宿主因子と会合しシグナルを伝達することが知られており、その特異的な阻害剤が存在する。阻害剤を用いることで、HSVによるplaque形成やカプシドの局在に影響が出るか否かも解析する。阻害剤がHSVによる細胞間感染を阻害することが明らかになった場合は、マウス感染モデルにおいて当薬剤がHSVによる病態を阻害するかどうかも解析することで、生体内のおける細胞間感染の意義を示し、新たな抗HSV剤の可能性を提示したいと考えている。
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| Causes of Carryover |
当研究課題は、HSVの細胞間感染受容体を探索し、その分子メカニズムを明らかにすることを目的としている。そのために、これまで研究代表者らは、HSVによる細胞間感染が効率よく起こる細胞（例；Vero細胞）と細胞間感染の効率が著しく悪い細胞（例；HeLa細胞）を用いて研究を進めてきた。得られた候補因子のノックダウン・ノックアウトを試みるために用いる細胞は、ヒト由来であることが望ましいが、HSVが細胞間感染を効率よく行えるヒト由来細胞（例；A549やHaCaT）での効率的なノックダウン・ノックアウトを行うことは当初困難であったが、その後これらの細胞でもノックダウン・ノックアウトが可能なシステムへ移行した。このため研究計画が中断し次年度へ繰り越されることとなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
A549細胞におけるノックアウト株にHSVを感染させ、細胞内でどのような変化が生じているかを解析し、当該因子が細胞間感染に寄与するメカニズムを明らかにする予定である。これらの実験のために、一般試薬、培養試薬、トランスフェクション試薬、牛胎児血清、プラスチック器具の購入費が必要である。また研究打ち合わせのための旅費および論文投稿のための校閲費が必要である。
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Research Products
(24 results)
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[Presentation] ESCRT-III mediates HSV-1 Nuclear Egress2016
Author(s)
Jun Arii, Fumio Maeda, Akihisa Kato, Yasushi Kawaguchi
Organizer
41st Annual International Herpesvirus Workshop
Place of Presentation
Monona Terrace Community and Convention Center (Madison, Wisconsin, USA)
Year and Date
2016-07-23 – 2016-07-27
Int'l Joint Research
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