2020 Fiscal Year Research-status Report
Influences of the HTLV-1 viral activities in the determination of the infected cell-fate via hijacking the micro-environment of infected cells
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19K07573
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中野 和民 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (60549591)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | HTLV-1 / ATL / ウイルス発がん / ウイルスタンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度は、これまで注目してきたHTLV-1Rexの機能解析に加え、HTLV-1の他の重要な機能タンパク質であるTaxとHbzが、それぞれ相互にどのように相互作用しつつ、ヒトT細胞内で機能を発揮しているのかを明らかにするため、これらのウイルスタンパク質をヒトT細胞株（JurkatおよびCEM)において、レトロウイルス発現系とレンチウイルス発現系を組み合わせて共発現させる系を構築し、遺伝子発現マイクロアレイ解析を行った。また、HTLV-1感染性プラスミド(pX1-MT-M)をヒト293FT細胞に導入し、高効率に感染性TLV-1ウイルス粒子を産生する系を構築し、CEM細胞に人工的にHTLV-1を感染させ、これまで不可能だった感染初期（３日目）の遺伝子発現プロファイルの変化を解析した。以上の解析の結果より、Rex,Tax,HbzなどのHTLV-1ウイルスタンパク質は、これまで知られていた個別の機能を示すだけでなく、共存することでお互いの機能や活性を制御し合っている様子が分かってきた。またHTLV-1の感染初期には、エピジェネティック制御、感染応答、細胞接着、シグナル経路、そして細胞の増殖・がん化などに関わる遺伝子群が過剰発現しており、これらの遺伝子群の多くが、Rex,Tax,Hbzによって個別に、または共通して発現上昇する転写因子群によって制御されていることが分かった。さらに、HTLV-1感染初期の遺伝子発現プロファイルはHTLV-１感染者体内の慢性感染細胞の遺伝子発現プロファイルと共通するものもある一方で、異なる部分も多く見られた。このことから、感染初期では、感染細胞を活性化し、不死化・セルフリニューアルする傾向の遺伝子発現プロファイルが見られるのに対し、その後潜伏状態に入ると、それを安定的に維持する新たなフェーズに移行する可能性が示された。
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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
本研究課題の目的は、HTLV-1感染初期に感染T細胞で起こっている事象を実験的に明らかにし、すでに多くのデータが蓄積されているATL細胞内の分子異常と関連付けることにより、HTLV-１感染によるウイルス発がんメカニズムを解明することである。そのためには、HTLV-1感染の場をできる限り現実的に再現することが必須である。この度、ヒトT細胞株においてHTLV-1ウイルスタンパク質を複数共発現させる系、および高効率に感染可能な人工的HTLV-１ウイルス粒子作製系を構築できたことにより、本研究の柱となる重要なデータを取得することができた。よって、本研究はおおむね順調に進んでいると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで、CEM細胞にRex, Tax, Hbz単独、またはRexとTaxを共発現させた時の遺伝子発現マイクロアレイ解析を実施した。今後は、RexとHbz、TaxとHbz、Rex・Tax・Hbz全てを共発現させたCEM細胞を取得し、遺伝子発現マイクロアレイ解析を行う。また、HTLV-1感染系についても、CEM細胞でのHTLV-1感染３日目の遺伝子発現マイクロアレイ解析データを得た。今後は、これまで得られた以上のマイクロアレイデータセットを、詳細に統合解析し、HTLV-1感染初期に感染細胞内で起こっている遺伝子発現変化とその影響、そしてRex,Tax,Hbzがそれぞれどのように感染初期のウイルス活動において機能を発揮しているか、感染細胞内のランドスケープを明らかにしたい。
また、より現実的なHTLV-１感染の場の再現として、HTLV-1人工的感染系を新鮮ヒトPBMCを用いた感染実験が可能なように最適化する。現在は、感染先（CEM細胞）にあらかじめHTLV-1-LTR-EGFPプラスミドを導入し、感染細胞＝EGFP（＋）細胞を濃縮・単離して遺伝子発現解析に供してきた。しかし、新鮮PBMCにはあらかじめHTLV-1感染レポータープラスミドを高効率に導入することが難しい。そこで、mCherryとフュージョンしたEnvを発現するHTLV-1ウイルス粒子の構築を計画している。このようなHTLV-1粒子が作成できれば、感染細胞＝mCherry(+)細胞として濃縮が可能になる。
2021年度は本研究課題の最終年度なので、これまで得られたデータの解析を進めながら、ATL患者細胞、HTLV-1キャリア細胞の遺伝子発現プロファイルと統合解析を行うことで、本研究の目的である「HTLV-1感染とATL細胞への変遷との関係」を明らかにしたい。
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