ヘルペスウイルスの膜融合・エントリー機構の解析

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25460565
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 末永 忠広 大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (20396675)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: ヘルペスウイルス / グリコプロテイン / 膜融合 / 水痘帯状疱疹ウイルス

Research Abstract

８種あるヒトヘルペスウイルスの宿主細胞への侵入（エントリー）は、ウイルスエンベロープ分子gB、gH-gL複合体と宿主細胞上のgB、gH各々のレセプターとの結合の共役による膜融合を介して行われる。各ウイルス毎で、gB, gH-gL複合体以外に必須な分子があり、例えば、単純ヘルペスウイルス（HSV）では、gDが必須であることが知られている。乳幼児期に、突発性発疹を引き起こし、主に骨髄（末梢血幹細胞）移植患者で多い脳症の原因のひとつであるヒトヘルペスウイルス6型-A, -B（HHV-6A, -6B）では、gB、gH-gL複合体以外に、gQ1, gQ2がウイルスの生存に必須であることが知られていた。また、gH-gL-gQ1-gQ2は複合体を形成し、この複合体の受容体が、CD46（HHV-6BはCD46とCD134）であることは知られていたが、これらが、膜融合に必要かどうかは不明であった。筆頭研究者らは、HEK293T細胞を用いた、無ウイルス系でのHHV-6A, -6Bの膜融合アッセイを開発し、HHV-6A, -6Bともに、gB, gH-gL-gQ1-gQ2複合体が膜融合に必須であることを証明した（Tanaka, Suenaga et. al. J. Virol: 2013）。一方、水痘帯状疱疹ウイルス（VZV）が膜融合・エントリーを起こすには、gB、gH-gL複合体が必須である。筆頭研究者らは、gBレセプター分子であるMAGとの会合に糖鎖が必要であることを明らかした。現在、さらにMAGとの会合あるいは膜融合に必要な糖鎖の種類、gB上の糖鎖修飾部位を解析中である（Suenaga et. al, 論文準備中）。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究実績の概要の如く、VZV gBとMAGの会合箇所、及び糖鎖修飾部位が明らかになってきたが、これは、VZV感染細胞もしくはgB発現細胞における細胞外領域に限定されている。その一方で、本年度の研究予定であった膜融合に必要な細胞膜貫通領域の構造あるいは細胞内領域の構造については、VZV gBと同様にMAGと会合するHSV gBとの対比において検討した結果、一定の知見を得たが、詳細において現在においても解析中である。また、HSV, VZVのみならず、HHV-6をはじめとした他のヘルペスウイルスgBに関しての検討も行って行く必要がある。

Strategy for Future Research Activity

HSV gB, VZV gBのみならず、HHV-6など他のヘルペスウイルスのgBに関しても、膜融合における機能部位を同定する。そのために、各ヘルペスウイルスのgBのアミノ酸配列のみならず、2次元あるいは3次元構造も比較し、その相違、類似から、各gBの変異体を作製し、膜融合アッセイを行う。一方、VZV gHに関しても、同様に変異体を作製し膜融合アッセイを行うことによって、膜融合に必要な構造を明らかにしていく。当初の計画の共焦点顕微鏡下での解析で、膜融合機構の一分子レベルでの膜融合機構の解明も合わせて、実験系を確立していく。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

今年度は高解像度顕微鏡下でのより詳細な解析のシステム完成に至らず、現在も開発途上である。本目的のための資金は本来完成後に解析に使用する目的であったため、引き続き次年度に繰越し、システム完成後充当する予定である。
HSV、VZV、HHV-6等のヒトヘルペスウイルス膜融合機構の追究における、各変異体の作製、膜融合アッセイ、高解像度顕微鏡下でのより詳細な解析を行うための、解析機器と試薬の調整、観察用容器の作製に充当する。即ち、通常の細胞培養液、プラスミド作成用試薬、抗体精製用試薬、抗体標識用試薬、膜融合アッセイ試薬などに研究費を使用する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Autoantibodies to IgG/HLA-DR complexes are associated with rheumatoid arthritis susceptibility (2014)
  • Author(s): Jin, H., Arase, N., Hirayasu, K., Kohyama, M., Suenaga, T., Saito, F., Tanimura, K., Matsuoka, S., Ebina, K., Shi, K., Toyama-Sorimachi, N., Yasuda, S., Horita, T., Hiwa, R., Takasugi, K., Ohmura, K., Yoshikawa, H., Saito, T., Atsumi, T., Sasazuki, T., Katayama, I., L. Lanier, L., and Arase, H.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. Volume: 111 Pages: 3787-3792
  • DOI: 10.1073/pnas.1401105111
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Herpesvirus 6 Glycoproteins B (gB), gH, gL and gQ are Necessary and Sufficient for Cell-to-Cell Fusion (2013)
  • Author(s): Tanaka, Y., Suenaga, T., Matsumoto, M., Seya, T., Arase, H.
  • Journal Title: J. Virol. Volume: 87 Pages: 10900-10903
  • DOI: 10.1128/JVI.01427-13
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Rheumatoid factor binding to IgG heavy chain presented on HLA-DR is associated with Rheumatoid Arthritis susceptibility
  • Author(s): Jin Hui, Arase Noriko, Kohayama Masako, Saito Fumiji, Hirayasu Kouyuki, Matsumoto Maki, Shida Kyoko, Suenaga Tadahiro, Saito Takashi, Katayama Ichiro, Lanier Lewis L., Arase Hisashi
  • Organizer: 第42回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉市）
• [Presentation] β2-glycoprotein I presented on MHC class II molecules are recognized by autoantibodies in antiphospholipid syndrome
  • Author(s): Tanimura Kenji, Suenaga Tadahiro, Jin Hui, Hirayasu Kouyuki, Arase Noriko, Kohayama Masako, Ebina Yasuhiko, Yasuda Shinsuke, Horita Tetsuya, Katayama Ichiro, Atsumi Tatsuya, Yamada Hideo, Arase Hisashi
  • Organizer: 第42回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉市）
• [Presentation] PILRα negatively regulates DSS induced experimental colitis
  • Author(s): Kishida Kazuki, Kohyama Masako, Kurashima Yosuke, Wang Jing, Hirayasu Kouyuki, Suenaga Tadahiro, Kiyono Hiroshi, Kunisawa Jun, Arase Hisashi
  • Organizer: 第42回日本免疫学会学術集会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉市）
• [Presentation] 水痘帯状疱疹ウイルス（VZV）の膜融合メカニズムの解析
  • Author(s): 末永忠広、森康子、荒瀬尚
  • Organizer: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場（神戸市）
• [Presentation] Herpesvirus 6 Glycoprotein B (gB), gH, gL and gQ are Necessary and Sufficient forCell-to-Cell Fusion
  • Author(s): Tadahiro Suenaga, Yuki Tanaka, Misako Matsumoto, Tsukasa Seya, Hisashi Arase
  • Organizer: 38th International Herpesvirus Workshop
  • Place of Presentation: Grand Rapids, Michigan, USA
• [Presentation] 水痘帯状疱疹ウイルス（VZV）glycoprotein H (gH)受容体の解析
  • Author(s): 末永忠広、松本麻紀、有澤史倫、森康子、荒瀬尚
  • Organizer: 第28回ヘルペスウイルス研究会
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台国際会議場（淡路市）
• [Remarks] 免疫化学分野ホームページ
  • URL: http://immchem.biken.osaka-u.ac.jp/