2023 Fiscal Year Final Research Report

Elucidation of the mechanisms of SARS-CoV-2 infection and airway epithelial barrier disruption

Research Project

PDF

Project/Area Number	21K19567
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 56:Surgery related to the biological and sensory functions and related fields
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	Omori Koichi 京都大学, 医学研究科, 教授 (10233272)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	朝長啓造京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 教授 (10301920) 水田匡信京都大学, 医学研究科, 客員研究員 (20777875) 宮本達雄山口大学, 大学院医学系研究科, 教授 (40452627) 大西弘恵京都大学, 医学研究科, 特定助教 (50397634) 池川雅哉同志社大学, 生命医科学部, 教授 (60381943) 山本典生京都大学, 医学研究科, 准教授 (70378644) 岸本曜京都大学, 医学研究科, 准教授 (80700517) 竹澤俊明国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, グループ長 (50301297)
Project Period (FY)	2021-07-09 – 2024-03-31
Keywords	新型コロナウイルス / シュードウイルス / ヒトiPS細胞由来気道上皮 / 免疫不全ラット / Spikeタンパク質 / COVID-19 モデル動物
Outline of Final Research Achievements	In this study, with the aim of identifying proteins that have potential as drug targets based on novel mechanisms, we aimed to perform the comprehensive screening for proteins involved in SARS-CoV-2 infection and/or in the epithelial barrier disruption, and to establish an animal model to examine the function of proteins discovered in our comprehensive screening. However, a similar study was reported after the start of this project, so we focused on establishing an in vivo infection model using nude rats transplanted with human iPS cell-derived airway epithelium into the trachea. As a result, we generated the infection model using pseudoviruses carrying SARS-CoV-2 spike proteins that express GFP in infected cells. We reported the results of this study as research article. In addition, we identified proteins that show the specific expression in rat tracheal or nasal epithelium by imaging mass spectrometry analysis.
Free Research Field	耳鼻咽喉科学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	SARS-CoV-2感染のパンデミックは落ち着いたが、変異株による再流行の可能性や同じコロナ属のウイルスによるパンデミックの可能性も考えられる。このようなヒト特異的呼吸器感染症の気道感染モデルとして、ヒト細胞での反応が声帯同様呼吸の気流下で検証できる気管ヒト化動物モデルを用いた感染症モデルは強力なツールとなる。本研究ではその基盤技術を確立した。気管ヒト化動物による感染モデルが確立されれば、感染メカニズムの解析に用いることができ学術的意義は高く、また治療法や治療薬の開発に寄与すると考えられ、社会的意義は大きい。