インフルエンザウイルスのニワトリへの感染を規定する分子基盤の解明

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26850178
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 岡松 正敏 北海道大学, (連合)獣医学研究科, 准教授 (00507163)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: インフルエンザウイルス / ニワトリ / カモ / ノイラミニダーゼ / 膜融合

Outline of Annual Research Achievements

自然界でカモにより維持されてるインフルエンザウイルスがニワトリへ馴化するメカニズムを明らかにするために、レセプター特異性以外の因子を解析した。カモ由来のA/duck/Hokkaido/Vac-2/2004 (H7N7)ウイルスのノイラミニダーゼ（NA)は、実験室でニワトリに継代することでそのstalk領域が欠損した。この欠損は、野外でニワトリのインフルエンザウイルスに高頻度に見られる変異であった。この欠損したウイルスのNA活性は変わらなかったが、ウイルスが赤血球に吸着させた後の遊離活性が低下していた。よって、ウイルスのニワトリへの馴化には、レセプターからの遊離活性が関与することが明らかとなった。
また、ウイルスが細胞に侵入する際にウイルス膜と細胞のエンドソーム膜との融合活性に、カモとニワトリのウイルスで違いがあるかを調べた。高病原性鳥インフルエンザウイルスおよび低病原性鳥インフルエンザウイルス60株の膜融合を起こす至適pHを調べた結果、カモのウイルスとニワトリのウイルスで有意な差は見られなかった。しかしながら、そのpHが4.9のA/duck/Mongolia/54/2001 (H5N2)とpHが5.9のA/chicken/Ibaraki/1/2005 (H5N2)を比較したところ、ニワトリの細胞における増殖と至適膜融合pHが関連し、HAまたはM遺伝子に起因することが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の計画通りレセプター特異性以外の因子の探索を行い、ノイラミニダーゼによるレセプターからの遊離活性と、ウイルス膜と宿主細胞膜との膜融合活性が関与していることを明らかにした。

Strategy for Future Research Activity

ニワトリでのインフルエンザウイルスの増殖に関与するウイルス側の因子が明らかとなった。計画に従い、宿主側の因子により焦点を当てて、昨年度から継続している硫酸化糖鎖の宿主細胞での発現を含めて、解析する予定である。

Causes of Carryover

抗血清を作製するためのウサギが、動物施設の関係で搬入できなかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

4月中に納品される予定である。

Research Products

• [Journal Article] Experimental infection of highly and low pathogenic avian influenza viruses to chickens, ducks, tree sparrows, jungle crows, and black rats for the evaluation of their roles in virus transmission (2016)
  • Author(s): Hiono T, Okamatsu M, Yamamoto N, Ogasawara K, Endo M, Kuribayashi S, Shichinohe S, Motohashi Y, Chu DH, Suzuki M, Ichikawa T, Nishi T, Abe Y, Matsuno K, Tanaka K, Tanigawa T, Kida H, Sakoda Y.
  • Journal Title: Vet Microbiol Volume: 182 Pages: 108-115
  • DOI: 10.1016/j.vetmic.2015.11.009
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparison of pathogenicities of H7 avian influenza viruses via intranasal and conjunctival inoculation in cynomolgus macaques (2016)
  • Author(s): Shichinohe S, Itoh Y, Nakayama M, Ozaki H, Soda K, Ishigaki H, Okamatsu M, Sakoda Y, Kida H, Ogasawara K.
  • Journal Title: Virology Volume: 493 Pages: 31-38
  • DOI: 10.1016/j.virol.2016.03.007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Is optimal pH for membrane fusion to host cells by avian influenza viruses related to host range and pathogenicity? (2016)
  • Author(s): Okamatsu M, Motohashi Y, Hiono T, Tamura T, Nagaya K, Matsuno K, Sakoda Y, Kida H.
  • Journal Title: Arch Virol Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Fluorescent immunochromatography for rapid and sensitive typing of seasonal influenza viruses (2015)
  • Author(s): Sakurai A, Takayama K, Nomura N, Kajiwara N, Okamatsu M, Yamamoto N, Tamura T, Yamada J, Hashimoto M, Sakoda Y, Suda Y, Kobayashi Y, Kida H, Shibasaki F.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 10 (2) Pages: e0116715
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0116715
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genetic and antigenic characterization of H5 and H7 influenza viruses isolated from migratory water birds in Hokkaido, Japan and Mongolia from 2010 to 2014 (2015)
  • Author(s): Hiono T, Ohkawara A, Ogasawara K, Okamatsu M, Tamura T, Chu DH, Suzuki M, Kuribayashi S, Shichinohe S, Takada A, Ogawa H, Yoshida R, Miyamoto H, Nao N, Furuyama W, Maruyama J, Eguchi N, Ulziibat G, Enkhbold B, Shatar M, Jargalsaikhan T, Byambadorj S, Damdinjav B, Sakoda Y, Kida H.
  • Journal Title: Virus Genes Volume: 51 (1) Pages: 57-68
  • DOI: 10.1007/s11262-015-1214-9
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Emergence of H7N9 Influenza A Virus Resistant to Neuraminidase Inhibitors in Nonhuman Primates (2015)
  • Author(s): Itoh Y, Shichinohe S, Nakayama M, Igarashi M, Ishii A, Ishigaki H, Ishida H, Kitagawa N, Sasamura T, Shiohara M, Doi M, Tsuchiya H, Nakamura S, Okamatsu M, Sakoda Y, Kida H, Ogasawara K.
  • Journal Title: Antimicrob Agents Chemother Volume: 59 (8) Pages: 4962-4973
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1004192
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Protective efficacy of stockpiled vaccine against H5N8 highly pathogenic avian influenza virus isolated from a chicken in Kumamoto prefecture, Japan in 2014 (2015)
  • Author(s): Gamoh K, Nakamizo M, Okamatsu M, Sakoda Y, Kida H, Suzuki S.
  • Journal Title: J Vet Med Sci Volume: 78 Pages: 139-142
  • DOI: 10.1292/jvms.15-0324
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A Single Amino Acid in the M1 Protein Responsible for the Different Pathogenic Potentials of H5N1 Highly Pathogenic Avian Influenza Virus Strains (2015)
  • Author(s): Nao N, Kajihara M, Manzoor R, Maruyama J, Yoshida R, Muramatsu M, Miyamoto H, Igarashi M, Eguchi N, Sato M, Kondoh T, Okamatsu M, Sakoda Y, Kida H, Takada A.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 10 Pages: e0137989
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0137989
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Amino acid residues at positions 222 and 227 of the hemagglutinin together with the neuraminidase determine binding of H5 avian influenza viruses to sialyl Lewis X (2015)
  • Author(s): Hiono T, Okamatsu M, Igarashi M, McBride R, de Vries RP, Peng W, Paulson JC, Sakoda Y, Kida H.
  • Journal Title: Arch Virol Volume: 161 Pages: 307-316
  • DOI: 10.1007/s00705-015-2660-3
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Evaluation of the roles of sparrows, jungle crows, and black rats in virus transmission of highly and low pathogenic avian influenza viruses (2015)
  • Author(s): Masatoshi Okamatsu, Takahiro Hiono, Kohei Ogasawara, Saya Kuribayashi, Shintaro Shichinohe, Duc-Huy Chu, Mizuho Suzuki, Takaya Ichikawa, Tatsuya Nishi, Keita Matsuno, Tsutomu Tanigawa, Kazuyuki Tanaka, Hiroshi Kida, Yoshihiro Sakoda
  • Organizer: 第63回 日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場、福岡市、福岡県
  • Year and Date: 2015-11-22 – 2015-11-24
• [Presentation] 近年アジア地域で分離された鳥インフルエンザウイルスのアヒル、スズメ、カラス、およびクマネズミに対する病原性 (2015)
  • Author(s): 小笠原浩平,岡松正敏,日尾野隆大,七戸新太郎,栗林沙弥,市川貴也,西達也,Duc-Huy Chu,鈴木瑞穂,遠藤真由美,田中和之,谷川力,喜田宏,迫田義博
  • Organizer: 第158回 日本獣医学会学術集会
  • Place of Presentation: 北里大学獣医学部、十和田市、青森県
  • Year and Date: 2015-09-07 – 2015-09-08
• [Presentation] The 220-loop of the hemagglutinin determines the recognition of fucosylated SAα2,3Gal glycans existing on the epithelial cells of chicken trachea (2015)
  • Author(s): T. Hiono, M. Okamatsu, M. Igarashi, R. MacBride, R. P de Vries, J. C. Paulson, Y. Sakoda, H. Kida
  • Organizer: 9th International Synposium on Avian influenza
  • Place of Presentation: UGA Hotel and Conference Center, Athens, GA, USA
  • Year and Date: 2015-04-12 – 2015-04-15
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 北海道大学大学院獣医学研究科 微生物学教室
  • URL: http://www.vetmed.hokudai.ac.jp/organization/microbiol/index.html