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2011 Fiscal Year Annual Research Report

宿主細胞内シグナル伝達に着目したウイル感染対策基盤

Research Project

Project/Area Number 23390090
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

大場 雄介  北海道大学, 大学院・医学研究科, 准教授 (30333503)

Keywordsシグナル伝達 / シグナル伝達 / ウイルス感染
Research Abstract

研究開始時までに、インフルエンザウイルスエントリーには、Ras-PI3Kの結合とその上流因子としての細胞内カルシウムシグナル、およびRhoファミリーGタンパク質群が関与することが明らかになっていた。本年度には、これら個々のシグナル伝達要素活性化・不活性化の分子機構を、生化学的実験とGFPやFRETを用いた蛍光バイオイメージング手法により時空間的に解析した。その結果、ウイルス感染により宿主細胞内カルシウム濃度が上昇し、その下流で低分子量GTP結合タンパク質RhoAが活性化、さらにその下流で再びカルシウム濃度が上昇するという循環したシグナルによって、Ras-PI3Kシグナルが活性化されることを突き止めた。また、これらRhoAによるカルシウム上昇には、ROCK-PIP5K-PLCが関与することを明らかにした。特にROCKについては、RhoAの下流因子でアクチンストレスファイバーの形成に関与するキナーゼとして知られていたが、ウイルス感染時にはROCKのキナーゼ活性はむしろ負に機能しており、カルシウムシグナルに対する正の制御ではRhoAとPIP5Kを橋渡しするアダプター分子として機能していることが新規に同定された。これらの成果は、ウイルス侵入において重要な鍵であるカルシウムシグナルを標的としたウイルス感染対策基盤への発展が期待される。
一方、PI3KのRas結合領域には他の標的因子には無い特徴的なアミノ酸配列が存在し、この配列がRas-PI3K複合体のエンドゾーム移行およびエンドサイトーシス制御に重要であることを見出していた。本年度はこの配列を実際のペプチド製剤として応用可能な長さまでに削り込むことに成功した。具体的には、上記アミノ酸配列を10アミノ酸ずつに分割したペプチドを培養細胞に発現させ、中央の10アミノ酸がウイルス感染抑制効果に必要十分であることを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

インフルエンザウイルスの細胞内侵入に重要なシグナルネットワークの全貌を予定通りの期間に解明し、現在その成果をEMBO Journalに投稿しrevise中である。Ras-PI3Kのエンドゾームに移行に必要なPI3K特異的配列からエンドサイトーシスとウイルス感染の抑制に必要十分な配列を同定した。今回達成したペプチド長は実用化可能な短さであることから、当初の目的を達している。

Strategy for Future Research Activity

インフルエンザウイルスの細胞内侵入の重要な鍵であるカルシウムシグナルを標的としたウイルス感染対策基盤への発展が期待されるものの、カルシウム自身は正常細胞のホメオスタシスに重要であるため、標的とすることは現実的ではない。そこで、インフルエンザウイルスがカルシウム上昇を惹起するメカニズムを明らかにする。
また、PI3K由来ペプチドについては、今年度同定した必要十分なペプチドにポリリジン等の細胞内移行シグナルを付加し、実際の細胞での感染抑制効果を検討すると主に、ヒト培養細胞でのTwo-hybridスクリーニング系を導入し、結合因子群の同定を行う。

  • Research Products

    (20 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (11 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Simultaneous inhibition of Src and Aurora kinases by SU6656 induces therapeutic synergy2012

    • Author(s)
      Arai R, et al.
    • Journal Title

      Eur.J.Cancer

      Volume: (in press)

    • DOI

      10.1016/j.ejca.2011.12.028

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] DJ-1 associates with synaptic membranes2011

    • Author(s)
      Y. Usami, T. Hatano, S. Imai, S.I. Kubo, S. Sato, S. Saiki, Y. Fujioka, Y. Ohba, F. Sato, M. Funayama, H. Eguchi, K. Shiba, H. Ariga, J. Shen and N. Hattori
    • Journal Title

      Neurobiol. Dis

      Volume: 43 Pages: 651-662

    • DOI

      10.1016/j.nbd.2011.05.014

  • [Journal Article] RANKL expression specifically observed in vivo promotes epithelial mesenchymal transition and tumor progression2011

    • Author(s)
      T. Yamada, M. Tsuda, T. Takahashi, Y. Totsuka, M. Shindoh and Y. Ohba
    • Journal Title

      Am. J. Pathol

      Volume: 178 Pages: 2846-2857

    • DOI

      10.1016/j.ajpath.2011.02.003

  • [Journal Article] IRF3 regulates cardiac fibrosis but not hypertrophy in mice during angiotensin II-induced hypertension2011

    • Author(s)
      K. Tsushima, T. Osawa, H. Yanai, A. Nakajima, A. Takaoka, I. Manabe, Y. Ohba, Y. Imai, T. Taniguchi and R. Nagai
    • Journal Title

      FASEB J

      Volume: 25 Pages: 1531-1543

    • DOI

      10.1096/fj.10-174615

  • [Presentation] 蛍光タンパク質を用いた細胞内シグナル伝達の解析と応用2012

    • Author(s)
      大場雄介
    • Organizer
      日本薬学会第132回年会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-30
  • [Presentation] RANKL upregulates integrin α2 expression and cell adhesion in oral cancer cells2011

    • Author(s)
      我妻孝則, 他
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川)
    • Year and Date
      20111215-16
  • [Presentation] Involvement of RhoA-PIP5K-mediated calcium signaling in influenza virus entry and infection2011

    • Author(s)
      藤岡容一朗, 他
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川)
    • Year and Date
      2011-12-16
  • [Presentation] 慢性骨髄性白血病薬剤耐性細胞の分離と解析2011

    • Author(s)
      金安顕子, 他
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川)
    • Year and Date
      2011-12-14
  • [Presentation] SU6656 suppresses human synovial sarcoma progression through Src and Aurora kinase inhibition2011

    • Author(s)
      新井隆太, 他
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川)
    • Year and Date
      2011-12-14
  • [Presentation] 腫瘍血管内皮細胞とがん転移の相互作用解析2011

    • Author(s)
      間石奈湖, 他
    • Organizer
      第70回日本癌学会学術総会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知)
    • Year and Date
      2011-10-05
  • [Presentation] 慢性骨髄性白血病に対する分子標的治療薬の反応性・抵抗性判定試験2011

    • Author(s)
      大場雄介, 他
    • Organizer
      第70回日本癌学会学術総会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知)
    • Year and Date
      2011-10-04
  • [Presentation] SrcおよびAuroraキナーゼ2重阻害による滑膜肉腫の相乗的in vivo抗腫瘍効果2011

    • Author(s)
      津田真寿美, 他
    • Organizer
      第70回日本癌学会学術総会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知)
    • Year and Date
      2011-10-04
  • [Presentation] RANKLは口腔癌細胞のインテグリンα2の発現と細胞接着を亢進する2011

    • Author(s)
      大場雄介, 他
    • Organizer
      第63回日本細胞生物学会大会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌)
    • Year and Date
      2011-06-29
  • [Presentation] SU6656はAurora kinaseを標的にすることによりG2/M進行を阻害する2011

    • Author(s)
      津田真寿美, 他
    • Organizer
      第63回日本細胞生物学会大会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌)
    • Year and Date
      2011-06-29
  • [Presentation] Influenza viruses activate Ras-PI3K-mediated endocytosis via calcium signaling2011

    • Author(s)
      藤岡容一朗, 他
    • Organizer
      第63回日本細胞生物学会大会
    • Place of Presentation
      北海道大学(札幌)
    • Year and Date
      2011-06-28
  • [Book] Oral Cancer Ed. Kalu U. E. Ogbureke (Chapter 15 Functional Biomarkers of Oral Cancer)2012

    • Author(s)
      Tsuda, M., Ohba, Y
    • Total Pages
      388
    • Publisher
      InTech
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.cellsignal-imaging.com/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] FRET計測措置及びFRET計測方法2012

    • Inventor(s)
      中田成幸・大場雄介, 他
    • Industrial Property Rights Holder
      二井造船(株)北海道大学
    • Industrial Property Number
      特許出願:2012-065769
    • Filing Date
      2012-03-22
  • [Patent(Industrial Property Rights)] FRET計測措置及びFRET計測方法2012

    • Inventor(s)
      中田成幸・大場雄介, 他
    • Industrial Property Rights Holder
      三井造船(株)北海道大学
    • Industrial Property Number
      特許出願:2012-065771
    • Filing Date
      2012-03-22
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ウイルス感染抑制およひ/または感染症治療剤、ならびにウイルスの感染を抑制および/または感染症を治療する方法2011

    • Inventor(s)
      大場雄介, 他
    • Industrial Property Rights Holder
      北海道大学
    • Industrial Property Number
      特許出願:PCT/JP2011/058804
    • Filing Date
      2011-04-07
    • Overseas

URL: 

Published: 2013-06-26  

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