インフルエンザウイルス関連細菌性肺炎で見られる細胞膜突起構造の機能と制御策の追究

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K15265
• Research Institution: Ritsumeikan University
• Principal Investigator: 野依 修 立命館大学, 薬学部, 助教 (30737151)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: インフルエンザウイルス / ナノチューブ / 黄色ブドウ球菌 / 細胞間伝播

Outline of Annual Research Achievements

インフルエンザウイルス及び細菌による共感染症は、肺炎を重症化し高い致死性を示す。その原因の一つとして、治療薬による治療効果の減弱が挙げられるが、その機序については不明な点が多い。
インフルエンザウイルスに感染した肺胞基底上皮腺癌細胞A549は、オセルタミビル (ウイルス細胞外放出阻害薬)およびインフルエンザウイルス中和抗体存在下において、ナノチューブと呼ばれる細胞膜突起構造を形成し、その内部をウイルスが通過することで近接細胞へウイルスを伝播することが知られる。そこで申請者は、インフルエンザウイルスと黄色ブドウ球菌の共感染時に、より多く形成されるナノチューブは、治療薬存在下でもウイルスと細菌の細胞間伝播に関与するのかについて検討を行った。
昨年度は、インフルエンザウイルス (PR8株) と黄色ブドウ球菌 (RN4221株) に共感染したA549は、PR8単独感染細胞と比べて、より多くの長いナノチューブを形成することを見出した。この時、熱処理によって失活させたPR8およびRN4221を用いた場合、ナノチューブの形成は誘導されなかったことから、ウイルスまたは細菌の増殖に伴う何らかのストレスがナノチューブの形成に重要であると考えられた。共感染細胞で見られたナノチューブは、他のウイルス（HIV、ヘルペスウイルスなど）を用いた先行研究の中で報告されているものと同様、F-アクチンを主要な構成要素としている事が分かった。また、PR8単独感染細胞と比べて、共感染細胞でPR8の増殖が増強されていたことから、共感染細胞内におけるウイルス量の増加によって、より多くのナノチューブが形成誘導されると考えられた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

ウイルス放出阻害剤存在下においても、インフルエンザウイルスと黄色ブドウ球菌の共感染細胞で多くのナノチューブが観察され、単一細胞当たりのウイルス価が増加していることが分かった。ナノチューブ形成の生物学的意義を考察する上で有用な知見が得られたと考える。

Strategy for Future Research Activity

現在までに、共感染細胞においてウイルス量の増加と、それに伴い多数のナノチューブが形成されることを見出した。今後は、ウイルス単独感染細胞と比較して、共感染細胞においてウイルス量が増加した原因について、1型インターフェロンとその下流遺伝子の発現量を解析することで明らかにしたい。また、遺伝子組換えウイルス (PR8-eGFP) を用いて、ナノチューブを介して実際にウイルスが細胞間伝播するのか、単独感染細胞と比較して共感染細胞の方が細胞間ウイルス伝播力が強いのかについて解析を進める。

Causes of Carryover

試薬の購入を検討していたが、本年度の残額のみでは購入できず、次年度分と合わせて購入しようと考えたため。