微小環境の変化によるHIV潜伏化機構の解明

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K08814
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 宮川 敬 横浜市立大学, 医学部, 講師 (20580046)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: HIV潜伏・再活性化

Outline of Annual Research Achievements

HIV潜伏感染の成立には、リンパ組織を取り巻く様々な微小環境の変化が関わると推測されるが、その詳細な機構は依然不明である。本研究では、HIV潜伏・再活性化を容易に観察可能なモデル細胞を作成し、ウイルス潜伏・再活性化に関わる分子機序解明を行うことを目的とする。平成28年度は、レポーター遺伝子としてルシフェラーゼ遺伝子をコードしたウイルスゲノムを安定発現したT細胞株および単球/マクロファージ株を多数樹立した。定常状態においても検出可能なルシフェラーゼ活性を示したクローンを複数選出し、ウイルスゲノムの転写活性化を観察するためのモデル細胞とした。これらのモデル細胞は平均1～2コピーのウイルスゲノムが挿入されており、SAHAやTNF-αなどの転写活性化剤の投与によってHIV産生が顕著に促進された。まず本モデル細胞を用いて、作用点既知の低分子化合物約1千種からHIV転写を促進もしくは抑制するものを探索した。その結果、既知の化合物を含む多くの化合物がT細胞および単球/マクロファージの両方でHIV遺伝子発現を上昇させることが分かったが、いくつかの化合物は単球/マクロファージのみでHIV遺伝子発現を促進させた。細胞種特有のHIV再活性化機構の存在が考えられ、現在その詳細な作用機序について解析中である。一方、本モデル細胞をさまざまな外的刺激に曝してHIV転写活性の増減を調べたところ、培養環境中の酸素濃度の低下に伴いHIV遺伝子発現の低下が観察された。この細胞を通常酸素濃度に戻すと再びHIV遺伝子発現が増加した。細胞の生存率には影響がなかった。これらの結果から酸素濃度依存的かつ可逆的なHIV潜伏・再活性化機構の存在が示唆され、現在その詳細な作用機序について解析中である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の計画通り、HIV潜伏・再活性化をモニター可能なモデル細胞を複数樹立し、それらの性状解析を終えた。また本モデル細胞を用いて、細胞種特有のHIV再活性化機構の存在、および酸素濃度依存的かつ可逆的なHIV潜伏・再活性化機構の存在をそれぞれ見いだした。研究計画はおおむね順調に進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

前年度までに見いだしたHIV潜伏・再活性化機構のより詳細な分子機序解析を進める。とくに単球/マクロファージのみでHIV遺伝子発現を促進させた化合物については、薬剤作用点に対するさまざまな阻害剤を用いてパスウェイ解析を行い、新規latency-reversing agent（LRA）としての有用性について検討する。酸素濃度依存的な機構については、さまざまな酸素濃度下で培養したモデル細胞のトランスクリプトーム解析、エピジェネティクス解析などを行い、責任因子の同定を行う予定である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Michigan Medical School(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: University of Michigan Medical School
• [Int'l Joint Research] National University of Singapore,(シンガポール)
  • Country Name: SINGAPORE
  • Counterpart Institution: National University of Singapore,
• [Journal Article] The tumor suppressor APC promotes HIV-1 assembly via interaction with Gag precursor protein. (2017)
  • Author(s): Miyakawa K, Nishi M, Matsunaga S, Okayama A, Anraku M, Kudoh A, Hirano H, Kimura H, Morikawa Y, Yamamoto N, Ono A, Ryo A
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 8 Pages: 14259
  • DOI: 10.1038/ncomms14259
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] H11/HSPB8 Restricts HIV-2 Vpx to Restore the Anti-Viral Activity of SAMHD1. (2016)
  • Author(s): Kudoh A, Miyakawa K, Matsunaga S, Matsushima Y, Kosugi I, Kimura H, Hayakawa S, Sawasaki T, Ryo A
  • Journal Title: Frontiers in Microbiology Volume: 7 Pages: 883
  • DOI: 10.3389/fmicb.2016.00883
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] ケミカルバイオロジーを用いたHIV再活性化のメカニズム解析 (2016)
  • Author(s): 岩瀬早織, 宮川 敬, 工藤あゆみ, 梁 明秀
  • Organizer: 第30回日本エイズ学会学術集会
  • Place of Presentation: かごしま県民交流センター（鹿児島）
  • Year and Date: 2016-11-24 – 2016-11-26
• [Presentation] NanoBRET法を用いた生細胞内HIV-1 Gagの多量体化解析および結合宿主因子探索 (2016)
  • Author(s): 宮川 敬, 松山慎一郎, 村上 努, 梁 明秀
  • Organizer: 第30回日本エイズ学会学術集会
  • Place of Presentation: かごしま県民交流センター（鹿児島）
  • Year and Date: 2016-11-24 – 2016-11-26
• [Presentation] Identification of a host factor that restores the antiviral activity of APOBEC3G by disrupting HIV-1 Vif-mediated counteraction (2016)
  • Author(s): Miyakawa K, Matsunaga S, Kudoh A, Ryo A
  • Organizer: 26th ECCMID
  • Place of Presentation: RAI Amsterdam, Netherland
  • Year and Date: 2016-04-09 – 2016-04-12
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 横浜市立大学医学部微生物学ホームページ
  • URL: http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~saikin/