免疫淘汰圧に相乗効果を示す抗ウイルス剤の開発

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24390254
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 児玉 栄一 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (50271151)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上野 貴将 熊本大学, エイズ学研究センター, 准教授 (10322314)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: ＨＩＶ / 抗ウイルス剤 / 免疫淘汰 / スクリーニング / アクセサリータンパク

Research Abstract

これまでの2年間で、抗Nef薬剤アッセイ系の確立と発現細胞の選択を行った。これまでSEAPをレポーターとして使用していたが、新たにより小分子なNano-luciferaseが開発され、本年度はこのマーカーに移し替え、S/N比の改善に役立てた。Nef dominant negative expression vectorを作製し、シグナル伝達やCD4やMHCのdown-regulation等の機能を失うことを明らかとした。さらにコントロールとしてその変異を有する分子クローンウイルスを作製し、これらの変異体がその機能を失っていることを確認した。NefによるHLAクラスI（HLA-I）発現低下によって、HIV-1感染細胞は細胞傷害性T細胞の認識から逃避すると考えられている。NefのMet-20などいくつかの極めて保存された領域が、HLA-I発現低下機能を担っている。しかしながら、nefは変異性が著しい遺伝子であり、こうした保存領域にもアミノ酸多型が存在することが知られている。そこで、国内の未治療HIV-1感染者654例から検体を収拾し、nef遺伝子の配列を決定し、HLA-I発現低下機能を担う領域の多型を解析した。約17%の感染者に由来するHIV-1が、NefのMet-20に変異を有していた。感染者の病態マーカーであるCD4カウントと血中ウイルス量について、Nefのアミノ酸多型との関連を調べたところ、Nefの20番目のアミノ酸に変異を有する検体では、有意にウイルス量が多いことが分かった(p=0.009)。このことから、Nefの良く保存された機能性領域のアミノ酸多型は、感染者の病態に影響することが明らかとなった。こうしたことから、Nef阻害剤がもたらす効果が期待される。

Current Status of Research Progress

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

Reason

患者サンプルの収集など外的要因によって進捗の影響を受ける実験以外には大きな遅れはないと考えられる。平成24年度は臨床サンプルが十分に集まらなかったために一部の研究は遅れがでたが、平成25年度に予定数以上のサンプルを収集、その解析を行った。スクリーニング法も確立しつつあり、またスクリーニングのnegativeおよびpositive controlになる変異体ウイルスの作製も終了し、その性状確認を行っている。

Strategy for Future Research Activity

これまでに集めたサンプル解析とともに平成26年これらの情報からNefにおける重要なドメインを同定し、それに結合できそうな化合物でのスクリーニングをランダムスクリーニングと並行して行う。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

平成25年度には平成24年度を大きく上回るサンプルを収集することができ、解析をすすめているが、平成24年度にサンプルが十分集まらず平成25年度に繰り越した分を使用したことによってドミノ式に平成26年度使用分が生じている。
平成25年度に計画していた臨床サンプル収集予定数を上回るサンプルを得ており、これらの塩基配列決定やcytotoxic T-cell解析に次年度使用額と平成26年度請求額とあわせて使用する。サンプル数の増加によってより精度の高い結論を得られると考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Current Studies on Chronic Active Epstein-Barr virus Infection in Japan (2014)
  • Author(s): Shigeyoshi Fujiwara , Hiroshi Kimura, Ken-ichi Imadome, Ayako Arai, Eiichi Kodama, Tomohiro Morio, Norio Shimizu, Hiroshi Wakiguchi
  • Journal Title: Pediatrics International Volume: 54 Pages: 159-166
  • DOI: 10.1111/ped.12314
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mechanism of Resistance to S138A Substituted Enfuvirtide and its Application to Peptide Design (2013)
  • Author(s): Kazuki Izumi, Kumi Kawaji, Fusasko Miyamoto, Kazuki Shimane, Kazuya Shimura, Yasuko Sakagami, Toshio Hattori, Kentaro Watanabe, Shinya Oishi, Nobutaka Fujii, Masao Matsuoka, Mitsuo Kaku, Stefan G. Sarafianos, and Eiichi N. Kodama.
  • Journal Title: International Journal of Biochemistry and Cell Biology Volume: 45 Pages: 908-915
  • DOI: 10.1016/j.biocel.2013.01.015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] HIV-1 resistance mechanism to an electrostatically constrained peptide fusion inhibitor that is active against T-20-resistant strains. (2013)
  • Author(s): Kazuki Shimane, KumiKawaji, Fusako Miyamoto, Shinya Oishi, Kentaro Watanabe, YasukoSakagami, Nobutaka Fujii, Kazuya Shimura, Masao Matsuoka, Mitsuo Kaku, Stefan Sarafianos, and Eiichi Kodama
  • Journal Title: Antimicrobal Agents and Chemotherapy Volume: 57 Pages: 4035-4038
  • DOI: 10.1128/AAC.00237-13
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hypersusceptibility Mechanism of Tenofovir-Resistant HIV to EFdA (2013)
  • Author(s): Eleftherios Michailidis, Emily M Ryan, Atsuko Hachiya, Karen A Kirby, Bruno Marchand, Maxwell D Leslie, Andrew D Huber, Yee T Ong, Jacob C Jackson, Kamalendra Singh, Eiichi N Kodama, Hiroaki Mitsuya, Michael A Parniak and Stefan G Sarafianos
  • Journal Title: Retrovirology Volume: 10 Pages: 65
  • DOI: 10.1186/1742-4690-10-65
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluation of combinations of 4'-ethynyl-2-fluoro-2'-deoxyadenosine with clinically used antiretroviral drugs. (2013)
  • Author(s): Atsuko Hachiya, Aaron Reeve, Bruno Marchand, Eleftherios Michailidis, Yee Ong, Karen Kirby, Maxwell Leslie, Shinichi Oka, Eiichi Kodama, Lisa Rohan, Hiroaki Mitsuya, Michael Parniak, and Stefan Sarafianos
  • Journal Title: Antimicrobal Agents and Chemotherapy Volume: 57 Pages: 4554-4558
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of substitutions at the 4' and 2 positions on the bioactivity of 4'-ethynyl-2-fluoro-2'-deoxyadenosine (2013)
  • Author(s): Kirby KA, Michailidis E, Fetterly TL, Steinbach MA, Singh K, Marchand B, Leslie MD, Hagedorn AN, Kodama EN, Marquez VE, Hughes SH, Mitsuya H, Parniak MA, Sarafianos SG.
  • Journal Title: Antimicrobal Agents and Chemotherapy Volume: 57 Pages: 6254-6264
  • DOI: 10.1128/AAC.01703-13
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Delayed emergence of HIV-1 variants resistant to 4’-ethynyl-2-fluoro-2’-deoxyadenosine: comparative sequential passage study with lamivudine, tenofovir, emtricitabine and BMS-986001 (2013)
  • Author(s): Kenji Maeda, Darshan V Desai, Manabu Aoki, Hirotomo Nakata, Eiichi N Kodama, Hiroaki Mitsuya
  • Journal Title: Antiviral Therapy Volume: 19 Pages: 179-189
  • DOI: 10.3851/IMP2697
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamic range of Nef functions in chronic HIV-1 infection (2013)
  • Author(s): Philip Mwimanzi, Tristan J Markle, Yoko Ogata, Eric Martin, Michiyo Tokunaga, Macdonald Mahiti, Xiaomei T Kuang, Bruce D Walker, Zabrina L Brumme, Mark A Brockman and Takamasa Ueno
  • Journal Title: Virology Volume: 439 Pages: 74-80
  • DOI: 10.1016/j.virol.2013.02.005
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of small molecule HIV-1 fusion inhibitors: linking Biology to Chemistry. Current Pharmaceutical Design (2013)
  • Author(s): Fusako Miyamoto and Eiichi N Kodama
  • Journal Title: Current Pharmaceutical Design Volume: 19 Pages: 1827-1834
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 新しい抗ウイルス剤開発の考え方 (2013)
  • Author(s): 児玉栄一、宮本総子
  • Journal Title: 臨床と微生物 Volume: 40 Pages: 51-55
• [Presentation] Poor disease Prognostication by a naturally-arising polymorphism within functional region of HIV-1 Nef (2014)
  • Author(s): Stanley M, Hasan Z, Gatanaga H, Miura T, Kawana-Tachikawa A, Iwamoto A, Oka S, Takamasa Ueno
  • Organizer: Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections
  • Place of Presentation: ボストン・アメリカ
  • Year and Date: 20140303-20140306
• [Presentation] Effects of naturally occurring polymorphisms in functional domains of HIV-1 nef on in vivo disease progression (2013)
  • Author(s): Stanley M, Hasan Z, Gatanaga H, Miura T, Kawana-Tachikawa A, Iwamoto A, Oka S, Takamasa Ueno
  • Organizer: The 27th Annual meeting of Japanese Society for AIDS Research
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 20131120-20131123
• [Presentation] Profile of a novel HIV reverse transcriptase inhibitor (2013)
  • Author(s): Fusako Miyamoto, Fumiko Tomiyama, Kumi Kawaji, Mitsuo Kaku, Eiichi Kodama
  • Organizer: NIH Tohoku University JSPS Symposium
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 20130509-20130511