Development of microfluidic device for recapitulation of viral tropism change

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21520
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 49:Pathology, infection/immunology, and related fields
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Tagawa Yoh-ichi 東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (70262079)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2022-03-31
• Keywords: JCウイルス / iPS細胞 / オリゴデンドロサイト / アストロサイト / 原型 / PML

Outline of Final Research Achievements

Progressive multifocal leukoencephalopathy (PML) is considered to be caused by the genome mutation of archetype to PML-type JC virus to acquire the potential to infect with astrocytes and oligodendrocytes in brain tissue. So far, SV40 T antigen-producing cell lines only have been infectable with JC viruses, but here we succeeded to be establish SV40 T antigen-independent culture system of JC virus infection by the differentiation of human iPS cells to astrocytes and oligodendrocytes. PML-type JC virus could infect human iPS cell-derived oligodendrocytes significantly higher than astrocytes. Furthermore, we succeeded to develop a microfluidic device for JC virus infection.

Free Research Field

ウイルス学、再生医学、流体デバイス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

AIDSによる免疫不全や移植医療による免疫抑制剤投与の増加に伴い、JCウイルスの体内での増殖によるPML発症総数も上昇していることが問題となっており、抗JCウイルス薬の開発は喫緊の課題となっている。細胞培養系でのJCウイルス感染の細胞培養ではSV40 T抗原が必要であり、抗JCウイルス薬の候補薬剤はSV40のT抗原を阻害している可能性が強く疑われる。我々が開発したSV40　T抗原非依存である、ヒトiPS細胞からのアストロサイトやオリゴデンドロサイトにJCウイルスが効率よく感染・増殖することは抗JCウイルス薬のスクリーニングや発症抑制機序の解明に大いに有用である。