Elucidation of protein translation shutoff by mosquito-borne flavivirus

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H03495
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 岡本 徹 順天堂大学, 大学院医学研究科, 教授 (80628595)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奥崎 大介 大阪大学, 免疫学フロンティア研究センター, 特任准教授(常勤) (00346131) ; 宮本 洋一 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 創薬デザイン研究センター, 主任研究員 (10379084)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 日本脳炎ウイルス / デングウイルス / 解糖系 / ATP

Outline of Annual Research Achievements

これまでにフラビウイルス科に属する日本脳炎ウイルス(JEV)、デングウイルス(DENV)、ジカウイルス(ZIKV)感染細胞はアポトーシス抑制因子のBCLXを阻害する ことで顕著なアポトーシスが誘導されることを報告している。その機序としては、ウイルス感染細胞における宿主の翻訳活性の低下による抗アポトーシス因子の MCL1の発現低下が原因であることを明らかにした。翻訳活性の低下は、宿主細胞のATPの低下が起因となっていることを明らかにし、JEV感染細胞を用いたメタボ ローム解析ではJEV感染によりTCAサイクルの中間産物であるSuccinyl-CoAやSuccinate、Fumarateなどが顕著に減少していることをこれまでに明らかとなった。
本年度では、さまざまなヒト癌細胞株にJEVを感染させ、MCL1の発現の低下を検討したところ、数種類のヒト癌細胞株で充分なウイルス増殖が確認できたにも関わらず、MCL1の発現が低下しない細胞を同定した。これらの細胞は、JEV, DENV感染後でもATPの減少や蛋白質翻訳活性の低下は認められず、ウイルスを2ヶ月以上に渡り産生し続けられることが明らかとなった。また、これらウイルス産生を維持できる細胞と、従来の細胞株とを比較することで、ウイルス産生を維持するために必須の代謝経路を同定した。
同定した代謝経路を遮断することで、ウイルス産生が持続できる細胞株はウイルス感染により蛋白質合成の低下とATP量の低下、さらには細胞死が誘導されることを確認した。これらの成績から、フラビウイルスは特定の代謝経路で産生されたATPを用いることによって増殖し、新規に同定された経路から生じたATPによってウイルスが利用しているATPを補うことで細胞はウイルス産生を維持することができることが考えられた。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。