2024 Fiscal Year Research-status Report
糖鎖構造と金属イオンに着目したタイラーウイルス誘導脱髄疾患の制御
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23K06500
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| Research Institution | Tohoku Medical and Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
武田 和也 東北医科薬科大学, 医学部, 助教 (40393160)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | タイラーマウス脳脊髄炎ウイルス / タイラーウイルス / 多発性硬化症 / 脱髄疾患 / シアル酸 / インテグリン / 金属イオン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
タイラーマウス脳脊髄炎ウイルス（TMEV）感染により引き起こされる中枢神経系の脱髄疾患（TMEV-IDD）は多発性硬化症（MS）の動物（マウス）モデルとして知られるが、その発症機序については感染に関与するTMEV受容体（TMEVR）を含めて未知の部分が多い。TMEV-IDDを誘導する弱毒型TMEV株が細胞に結合・侵入する際、細胞表面の糖鎖末端に存在するシアル酸が重要であることは知られていたが、その糖鎖が結合しているTMEVRは不明であった。筆者は最近、細胞表面に存在し、他の細胞や細胞外基質との結合・接着に関与するインテグリンがTMEVRとして機能すること、またマグネシウムイオン（Mg2+）などの金属イオンがTMEVの細胞への結合量に影響することを見出した（Takeda K, et al. Eur J Immunol. 2023 Oct;53(10)）。
昨年度は当該論文の追加実験を中心に行い、研究計画の「TMEV持続感染/脱髄発症における金属イオンの寄与の解明」について、マウス由来細胞や株化細胞を用いてMg2+存在下で各細胞へのTMEV結合量が増大し、ウイルス量の増加も亢進することを明らかにした。今年度は、感染時にシアル酸を要求しない強毒型TMEV株との比較、インテグリンの細胞接着能を抑制することが報告されているペア型免疫グロブリン様受容体（PIR）がTMEV結合・感染に与える影響について解析した。来年度はTMEV-IDD発症におけるMg2+の効果を明らかにする実験を進める。
本研究計画では、修飾糖鎖や金属イオンに着目してTMEV-IDD発症におけるインテグリンの役割を明らかにし、これらを標的としたTMEV-IDDの制御やMSの新たな予防/治療法への応用の可能性を探る。また同時に、同じTMEV感染モデルである心筋炎や、てんかん発作モデルの理解が深まることも期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度前半より、投稿中のTMEV受容体に関しての論文の査読・修正において要求された追加実験を優先して実施したため（当該論文は査読を経て出版された）。またインテグリン機能を抑制するPIRが細胞へのTMEV結合に影響を与えることを発見し、両タンパク質の相互作用について検討を始めたため。研究計画の「TMEV持続感染/脱髄発症における金属イオンの寄与の解明」についての、マウス個体を用いた実験の実施が予定よりも遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は、TMEV-IDD感受性マウスの給水において、金属イオン含量の異なる群に分け、それぞれにTMEV-IDDを誘導して発症時期、発症率、重篤度を比較する。これにより、飲水中の金属イオン濃度がTMEVの持続感染/脱髄発症に影響するかどうかを明らかにする。
また研究計画の「TMEV持続感染/脱髄発症におけるTMEVRの寄与の解明」について、TMEVRに結合し、TMEV結合を阻害するペプチドの頭蓋内接種がTMEV-IDDの病態を変化させるかどうかを検討する。接種時期はTMEV接種と同時、前後、脱髄発症前で行い、解析は同様に行う。
研究計画の「TMEV持続感染/脱髄発症におけるシアル酸結合糖鎖の寄与の解明」については、シアル酸転移酵素ST3GAL5 KOマウス由来細胞を用いて、TMEV感染/増殖について解析する。またノイラミニダーゼ処理によりTMEV結合量が低下することはin vitroでは既知であるので、TMEV接種前後のノイラミニダーゼの頭蓋内接種がTMEV-IDDを制御しうるかどうか解析を行う。
以上、三つの実験を行い、金属イオンやシアル酸結合型糖鎖、TMEVR結合ペプチドのTMEV持続感染や脱髄発症への寄与を明らかにし、TMEVRが感染制御や、疾患の予防／治療の標的となる可能性を探る。
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| Causes of Carryover |
１）今年度に国際学会への参加を予定していたが、（当該科研費以外による）研究室全体の予算不足により参加を中止し、国際学会出張に係る海外への渡航費が不要となったため。次年度の国際学会への参加を検討している。
２）マウスへのTMEV接種実験を予定していたが、培養細胞を用いた実験と、新たに見出したPIRとインテグリンとの相互作用の解析を優先したため、接種実験の実施を遅らせたことで、マウス購入費が想定分生じなかった。次年度のマウス購入費が増額する見込みである。
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