インフルエンザウイルスの宿主適応機構に着目した新規抗ウイルス薬リード化合物の探索

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K15171
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 荒井 泰葉 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (80793182)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: インフルエンザウイルス / ウイルス複製 / 宿主因子

Outline of Annual Research Achievements

鳥インフルエンザウイルスによる宿主域の障壁突破は、ウイルス－ヒト宿主間の不適合性によって制限されている。申請者はこれまで、鳥インフルエンザウイルスが感染患者内で獲得するヒト適応変異を網羅的に探索することで、新規のヒト適応変異群を同定してきた（Arai Y et al, PLoS Pathog12:e1005583, 2016; Watanabe Y et al, Mbio 6:e00081-15, 2015）。これらの研究
成果を発展させ、本研究は当該変異群を導入した組み換えウイルスをヒト適応化モデルウイルスとして用いることで、ヒト細胞内でのインフルエンザウイルス複製に必須の宿主因子を同定することを目的とする。さらに、同定した宿主因子に結合することでウイルス複製を抑制するリード化合物を探索し、その抗ウイルス作用を評価することで、新規抗ウイルス薬開発に向けた有用
性を見出す。
先行研究では、申請者が確立したポリメラーゼ三量体に結合する宿主因子を効率的に共沈させる免疫沈降法を用いて、wtウイルスポリメラーゼと比較して変異体ポリメラーゼ三量体に特異的に検出されるバンドを確認している。
本年度はこれらのバンドに対してLC-MS/MSによる質量解析を実施することで、ヒト細胞内においてモデルウイルスポリメラーゼ蛋白質が特異的に結合するヒト宿主因子群を選出した。また、これらの候補宿主因子のノックダウンおよびノックアウトした細胞を作出中の状況である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

ヒト細胞内でのウイルス複製に必須の宿主因子の候補を複数選出し、ノックダウンおよびノックアウトした細胞を作出している。

Strategy for Future Research Activity

候補宿主因子群をノックダウンまたはノックアウトさせたヒト由来細胞にけるウイルス増殖性を解析し、ウイルス複製に重要なヒト細胞因子群を同定する。また、同定宿主因子の部分欠損体を作成することで、ウイルスポリメラーゼ蛋白質―宿主因子間の相互作用ドメインを決定する。

Research Products

• [Journal Article] Genetic Compatibility of Reassortants between Avian H5N1 and H9N2 Influenza Viruses with Higher Pathogenicity in Mammals. (2019)
  • Author(s): Arai Y, Ibrahim MS, Elgendy EM, Daidoji T, Ono T, Suzuki Y, Nakaya T, Matsumoto K, Watanabe Y.
  • Journal Title: J Virol. Volume: 93(4) Pages: e01969-18
  • DOI: 10.1128/JVI.01969-18
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Characterization of H5N1 Influenza Virus Quasispecies with Adaptive Hemagglutinin Mutations from Single-Virus Infections of Human Airway Cells (2018)
  • Author(s): Watanabe Y, Arai Y, Kawashita N, Ibrahim MS, Elgendy EM, Daidoji T, Kajikawa J, Hiramatsu H, Sriwilaijaroen N, Ono T, Takagi T, Takahashi K, Shioda T, Matsumoto K, Suzuki Y, Nakaya T
  • Journal Title: J Virol. Volume: 92(11) Pages: e02004-17
  • DOI: 10.1128/JVI.02004-17
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Multiple polymerase gene mutations for human adaptation occurring in Asian H5N1 influenza virus clinical isolates (2018)
  • Author(s): Arai Y, Kawashita N, Hotta K, Hoang PVM, Nguyen HLK, Nguyen TC, Vuong CD, Le TT, Le MTQ, Soda K, Ibrahim MS, Daidoji T, Takagi T, Shioda T, Nakaya T, Ito T, Hasebe F, Watanabe Y.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 8 Pages: 13066
  • DOI: 10.1038/s41598-018-31397-3
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] GENETIC COMPATIBILITY AND VIRULENCE OF REASSORTANTS DERIVED FROM H9N2 AND H5N1 AVIAN INFLUENZA VIRUSES CO-CIRCULATING IN EGYPT (2018)
  • Author(s): Yasuha Arai*, Madiha Ibrahim, Takaaki Nakaya, Yohei Watanabe.
  • Organizer: Negative Strand Virus 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Evolutionally dynamics of Egyptian H9N2 avian influenza virus in nature conferred enhanced replication ability in humans. (2018)
  • Author(s): Yasuha Arai*, Madiha S. Ibrahim, Emad M. Elgendy, Tomo Daidoji, Takaaki Nakaya, Yohei Watanabe.
  • Organizer: 第66回日本ウイルス学会学術集会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Evaluation of avian influenza virus infection in human tracheal epithelial cell clones (2018)
  • Author(s): Tomo Daidoji, Junichi Kajikawa, Yohei Watanabe, Yasuha Arai, Takaaki Nakaya.
  • Organizer: 第66回日本ウイルス学会学術集会