Development of methods to quantify the release of type C rhinovirus from airway epithelial cells obtained from patients with obstructive pulmonary diseases

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K08620
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53030:Respiratory medicine-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Yamaya Mutsuo 東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (60261640)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西村 秀一 独立行政法人国立病院機構(仙台医療センター臨床研究部), その他部局等, 医長・室長 (50172698)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: C型ライノウイルス / ウイルス放出量定量化 / マクロライド / 炎症性サイトカイン / 気道上皮細胞

Outline of Final Research Achievements

Rhinovirus species C (RV-C) causes more severe asthma attacks than other rhinovirus species. However, a method to quantify the release of RV-Cs from airway cells and the replication pathway of RV-Cs has not been well studied. Pretreatment of primary human nasal epithelial (HNE) cells with the specific vacuolar H+-ATPase inhibitor bafilomycin A1 reduced the RV-C03 RNA levels in the ASL (airway surface liquid); inflammatory cytokines, including interleukin (IL)-1β, IL-6 and IL-8, in the supernatant; and the number of acidic endosomes where RV-B RNA enters the cytoplasm. The levels of RV-C03 RNA in the ASL obtained from HNE cells with the CDHR3 rs6967330 G/A genotype tended to be higher than those obtained from HNE cells with the G/G genotype. RV-C03 RNA levels in the ASL of patients with asthma tended to be higher than those of patients without asthma. We demonstrated a method to quantify the release of RV-Cs. RV-Cs may be sensitive to drugs that increase endosomal pH in HNE cells.

Free Research Field

呼吸器内科

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究でヒト鼻腔粘膜上皮細胞（HNE細胞）をフィルター膜に培養し、粘膜側の細胞表面を培養液で洗浄することによりHNE細胞から放出されたC型ライノウイルスを回収し、RNAを定量化してウイルス放出量を測定する方法を確立した。さらに、Ｂ型ライノウイルスと同様に、C型ライノウイルスにおいても酸性エンドソームが細胞質への侵入経路であることを明らかにした。Ｃ型ライノウイルスの感染は炎症性サイトカイン放出などを介して重症喘息発作に関係し、感染治療薬の開発が待たれる分野であるため、ウイルス放出量の定量化法や侵入経路が明らかになったことで今後の感染阻害薬の創薬開発につながると期待される。