2018 Fiscal Year Annual Research Report
The involvement of amino acid mutations of the capsid ptoteins of enterovirus A71 in viral genetic diversity and neuropathogenesis
| Project/Area Number |
16H05200
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Infectious Diseases |
|---|
Principal Investigator |
清水 博之 国立感染症研究所, ウイルス第二部, 室長 (90270644)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | エンテロウイルス / エンテロウイルス71 / エンテロウイルスA71 / PSGL-1 / 動物モデル / 受容体 / 手足口病 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
エンテロウイルスA71(EV-A71)は、手足口病の主要な原因ウイルスであるとともに、小児を中心とした致死的EV71脳炎を含む重症中枢神経疾患発症に関与する。しかし、EV-A71感染における重症中枢神経疾患の発症機構は明らかにされておらず、ヒトにおける重篤化を規定するウイルス側・宿主側因子は特定されていない。EV-A71カプシド蛋白質の特定のアミノ酸(VP1-145等)は、分離株間で多様性を有し、①PSGL-1受容体特異性、②マウスモデルにおける病原性、③中和抗原性エピトープ、④ヘパラン硫酸結合性、⑤ヒトEV-A71感染重篤化への関与の可能性等、さまざまなウイルス表現型に関与する。我々は、「宿主におけるエンテロウイルス71カプシド適応変異と受容体特異性・病原性の変化[基盤研究B](平成25年～平成28年)」により、特定のEV-A71カプシドアミノ酸(VP1-145等)は、カニクイザル感染個体内で速やかに変異し、quasi-speciesを生じることを明らかにした。EV-A71感染マウスモデルの改良を図るため、ヒト受容体特異性を反映した機能の異なるEV-A71受容体を発現したノックインマウスの作製を進め、EV-A71感染実験を開始した。さらに、感染動物組織等からEV-A71カプシド遺伝子を直接増幅し、次世代シークエンス解析により感染個体内におけるEV-A71ゲノム変異およびquasi-speciesの出現を網羅的かつ定量的に解析する手法を検討した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
我々は、「宿主におけるエンテロウイルス71カプシド適応変異と受容体特異性・病原性の変化[基盤研究B](平成25年～平成28年)」によるカニクイザル感染実験により、PSGL-1結合性を含む多様なウイルス学的性状および神経病原性を規定する特定のEV-A71カプシドアミノ酸(VP1-145等)は、感染個体内で速やかに変異し、quasi-speciesを生じ、異なる遺伝子型のEV-A71株においてもVP1-145が病原性を規定すること、VP1-145EからVP1-145Gへのアミノ酸変異がカニクイザルにおけるEV-A71弱毒化に関与することを確認した。EV-A71感染マウスモデルの改良を図るため、ヒト受容体特異性を反映した機能の異なる複数のEV-A71受容体を単独あるいは同時に発現するヘテロノックインマウスの交配を進め、ホモノックインマウスの系統を樹立した。これらのマウスを用いてEV-A71感染予備実験を試みたが、重篤な症状は観察されなかった。マウス等感染動物組織等から、培養細胞によるウイルス分離を経ずにEV-A71カプシド遺伝子を増幅し、次世代シークエンス解析により個体内変異およびquasi-speciesの出現を網羅的かつ定量的に解析するための条件検討を進め、ランダムプライマーを用いた非特異的遺伝子増幅、および、高感度カプシド遺伝子増幅法であるECRA法等エンテロウイルス特異的プライマーを用いた方法による次世代シークエンス解析による検出感度や遺伝子解析精度を比較し、検出・解析方法の至適化を図った。
|
| Strategy for Future Research Activity |
EV-A71ゲノム分子進化の過程で生じる多様な表現型を示すEV-A71バリアントの個体内・個体間適応戦略の解析を進めることにより、EV-A71による神経病原性発現機構の解明が期待できる。EV-A71感染マウスモデルの改良を図るため、ヒト受容体特異性を反映した機能の異なる複数のEV-A71受容体を単独あるいは同時に発現するヘテロノックインマウスの交配を進め、ホモノックインマウスの系統を樹立した。受容体導入ノックインマウスにEV-A71株を脳内接種し病原性の発現を確認したが、いまのところ、いずれのノックインマウスにおいても、顕著な臨床症状は観察されていない。原因としては、①感染実験に使用したEV-A71株のもつ病原性が元々低かった、②マウス体内でヒト受容体が十分に発現していなかった、③感染に使用したマウスの週齢が適切ではなかった、などが考えられた。今後、マウス組織におけるヒト受容体発現の確認を進めるとともに、種々のEV-A71分離株を用いた感染実験を実施する。さらに、様々な週齢のマウスを用いて感染実験の至適条件を検討する。
|
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Book] ウイルス検査法2018
Author(s)
清水博之
Total Pages
382
Publisher
日本臨床ウイルス学会
ISBN
978-4-915698-13-2C3047
-
-
