2017 Fiscal Year Research-status Report
Identification of host factors to prevent the emergence of highly pathogenic avian influenza virus
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16K15041
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| Research Institution | National Institute of Infectious Diseases |
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Principal Investigator |
酒井 宏治 国立感染症研究所, ウイルス第三部, 主任研究官 (70515535)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | インフルエンザAウイルス / 高病原性化 / HA / 開裂 / 変異 / 宿主プロテアーゼ / 野生水禽 / 家禽 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
インフルエンザAウイルス（IAV）の感染性獲得には、ウイルス膜蛋白質のHAがプロテアーゼにより蛋白質分解性の修飾（HAの開裂）を受け、膜融合活性を発現する必要がある。IAVは自身でプロテアーゼ遺伝子を持たないため、HAを開裂できる宿主プロテアーゼを借用する必要があり、IAV増殖場所はそのプロテアーゼが存在する組織に限定される。
野生水禽から発育鶏卵で分離した低病原性株（HA開裂部位はmono-basicなアミノ酸配列）H7N1ウイルス（鶏で非病原性）及びその野生型マウス馴化株を用い、野生型マウスとTmprss2 KOマウスにおける感染実験において、野生水禽由来mono-basic H7N1ウイルスの生体内でのウイルス増殖、その後の病原性発現にTmprss2が必須の宿主因子であることを明らかにした。この事象は、これまでの申請者らの研究で明らかとなった季節性インフルエンザウイルスH1N1やH3N2と同様の結果であり、ヒトウイルスだけでなくトリウイルスにも共通原理であることが示唆された。
これまでの研究において、H3N2ウイルスの場合、TMPRSS2遺伝子欠損マウスでの連続継代後、本来はTMPRSS2依存性（TMPRSS2遺伝子欠損マウスで非病原性）であったウイルスが、HAに1アミノ酸変異（糖鎖欠失）を伴い、TMPRSS2遺伝子欠損マウスでHA開裂を起こす、病原性ウイルスに変異した。H7N1マウス馴化株についても、同様に、TMPRSS2遺伝子欠損マウスでの連続継代により、TMPRSS2遺伝子欠損マウスで病原性を示すTMPRSS2遺伝子欠損マウス馴化H7N1ウイルスが得られた。今年度は、TMPRSS2遺伝子欠損マウス馴化過程のどの段階で、どのような変異が起こったか、継代毎のマウス感染肺から得られたウイルス遺伝子配列について、次世代シーケンサーを用いて、詳細に配列決定を実施した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
TMPRSS2遺伝子欠損マウス馴化H7N1ウイルスの鶏での病原性試験を実施することが出来なかった。
TMPRSS2遺伝子欠損マウス馴化H7N1ウイルスは、野生型マウス馴化株とのウイルスゲノムの比較解析を実施したところ、5つのウイルス遺伝子において、12か所のアミノ酸変異が認められた。TMPRSS2遺伝子欠損マウス継代毎の変異挿入・欠損について、時系列で解析を試みた。ポリメラーゼ遺伝子であるPA, PB1, PB2遺伝子の7アミノ酸については、連続継代初期に変異が認められた。興味深いことに、HA開裂部位における塩基性アミノ酸への変異も連続継代初期に認められた。HAの糖鎖の欠失を伴う変異は、連続継代後半に認められた。連続継代時のTMPRSS2遺伝子欠損マウスの体重減少は、後半に認められたことから、HAの糖鎖欠失が、TMPRSS2遺伝子欠損マウスの病原性発現に最も重要な因子ではないかと推測された。また、初期にポリメラーゼ遺伝子に変異がはいることで、ウイルスゲノム複製効率を上げ、変異ウイルスの出現確立を高めていることが推測された。
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| Strategy for Future Research Activity |
（1）TMPRSS2遺伝子欠損マウス馴化H7N1ウイルスの病原性解析
TMPRSS2遺伝子欠損マウス馴化H7N1ウイルスの鶏での病原性試験により、本来鶏で非病原性であったウイルスの病原性が、TMPRSS2遺伝子欠損マウス馴化により、どのように変化したのか明らかにする。ただし、これまでの報告より、TMPRSS2遺伝子欠損マウス馴化で得られたHA開裂部位への変異配列で高病原性は報告されていないことから、鶏での病原性は低病原性が推測される。
（2）野生型マウス及びTmprss2 KOマウスで獲得した変異の機能解析
発育鶏卵分離株、野生型マウス馴化株、Tmprss2 KOマウス馴化株で認められたアミノ酸変異について、プラスミドを用いた機能解析を実施し、アミノ酸変異による意義（獲得した機能）を解明する。
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| Causes of Carryover |
TMPRSS2遺伝子欠損マウス馴化H7N1ウイルスの鶏での病原性試験を実施することが出来ず、それに伴う機能解析も実施出来なかったため。
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