亜急性硬化性全脳炎の発症過程の解明-ウイルスの細胞融合誘導能の役割

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K16678
• Research Institution: Nagahama Institute of Bio-Science and Technology
• Principal Investigator: 佐藤 友人 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 助手 (60778835)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: SSPEウイルス / 麻疹ウイルス / 発症過程 / 細胞融合能 / F蛋白質 / H蛋白質

Outline of Annual Research Achievements

亜急性硬化性全脳炎(SSPE)では、神経細胞に侵入した麻疹ウイルスが脳内で持続感染することで変異を蓄積し、進行性に感染拡大して致死となる。本研究では、SSPEウイルスKobe-1株を用いて、①持続感染段階の成立が、FおよびH蛋白質の変異による融合活性の低下に起因することと、②神経病原性発現段階への移行に、F蛋白質とH蛋白質の変異による融合活性の上昇が必須であることを証明し、さらに③各段階で融合活性を調節する変異の作用機序について解明しようとしている。
本年度は、膜融合を司るF蛋白質の変異が及ぼす影響について、詳細に解析した。
まずKobe-1株F蛋白質に複数存在する融合活性を低下させる変異を麻疹ウイルスF蛋白質に組み合わせて導入し、そのF蛋白質変異体の融合活性を発現系実験で測定し、融合活性を最も低下させる変異の組み合わせを決定した。
次に、最も低い融合活性を示したF蛋白質変異体に、Kobe-1株F蛋白質に複数存在する融合活性を上昇させる変異を加えて融合活性を測定し、Kobe-1株の強い融合活性の発揮に必要な変異を同定した。
また、融合活性が低下または上昇した変異F蛋白質を持つ組換えウイルスを作出して、各ウイルスの融合活性を評価した。ウイルスの融合活性は発現系で得られた結果と概ね一致していた。
さらに、融合活性を低下または上昇させるF蛋白質変異が、細胞表面の蛋白質量とトリガリング感受性に与える影響について明らかにした。融合活性を低下させる変異はいずれも細胞表面の蛋白質量を減少させており、融合活性を上昇させる変異の中には細胞表面の蛋白質量を回復させる変異とトリガリング感受性を上昇させる変異が存在していた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究でターゲットにしているF蛋白質とH蛋白質の内、F蛋白質の変異が融合活性に与える影響について、発現系とウイルス実験の両方で評価できた。また、融合活性を調節するF蛋白質変異の作用機序を解明することができた。一方で、H蛋白質変異については解析の途上であるため、(2)の評価とした。

Strategy for Future Research Activity

今後は、まず (1)H蛋白質変異が融合活性に与える影響について評価し、(2)融合活性を調節するH蛋白質変異の作用機序を解明する。その後(3)FおよびH蛋白質の変異を組み合わせることにより、融合活性を調節する変異が持続感染段階および神経病原性発現段階を成立させるか検討する。

Causes of Carryover

実験で使用する消耗品の一部をキャンペーン価格で購入したことにより、物品費を抑えることができた。翌年度分と合わせて物品費として使用する予定である。

Research Products

• [Presentation] Characterization of the mutations in the L protein of the Kobe-1 strain of a subacute sclerosing panencephalitis (SSPE) virus. (2019)
  • Author(s): Yuto Satoh, Miho Konami, Hiroshi Wakimoto, Kurara Higuchi, Da-Peng Jiang, Kento Sakamoto, Yoshinori Kitagawa, Bin Gotoh, Ken-ichi Takahashi, Hak Hotta, Masae Itoh
  • Organizer: 第67回日本ウイルス学会学術集会