フラビウイルスの共生と進化に関与する宿主及びウイルス因子の解析

• Project Area: Neo-virology: the raison d'etre of viruses
• Project/Area Number: 16H06432
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 松浦 善治 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (50157252)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉住 朋晴 九州大学, 医学研究院, 准教授 (80363373)
• Project Period (FY): 2016-06-30 – 2021-03-31
• Project Status: Granted(Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥117,520,000 (Direct Cost : ¥90,400,000、Indirect Cost : ¥27,120,000); Fiscal Year 2018 : ¥21,060,000 (Direct Cost : ¥16,200,000、Indirect Cost : ¥4,860,000); Fiscal Year 2017 : ¥22,750,000 (Direct Cost : ¥17,500,000、Indirect Cost : ¥5,250,000); Fiscal Year 2016 : ¥29,770,000 (Direct Cost : ¥22,900,000、Indirect Cost : ¥6,870,000)
• Keywords: フラビウイルス科ウイルス / 共進化 / 共生 / フラビウイルス / ウイルス / 進化

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、膜結合性の分泌蛋白質であるペスチウイルスのErnsとフラビウイルスのNS1がフラビウイルス科のウイルスに共通して粒子産生に関与するかを調べた。まず、ペスチウイルスの完全長cDNAクローンからErns遺伝子を欠失させたクローンを作出した。ウイルス由来のErnsあるいはNS1蛋白質、および宿主由来のアポリポ蛋白質を培養細胞に強制発現させ、Erns遺伝子を欠失したウイルスRNAを導入した。その結果、NS1蛋白質、あるいは、アポリポ蛋白質を発現させた細胞でペスチウイルスの粒子産生を認めた。次に、ヘパシウイルスの粒子形成に必須なアポ蛋白質を欠失させた培養細胞に、ペスチウイルスのErns蛋白、あるいはフラビウイルスのNS1蛋白質を強制発現させてヘパシウイルスを感染させた。その結果、Erns、あるいはNS1蛋白質を強制発現させた細胞で粒子産生が回復した。以上の成績から、フラビウイルスの粒子産生には膜結合性の分泌蛋白質が重要な役割を演じることが示唆された。特に、ヘパシウイルスは種および組織特異性を獲得する間に、自身の遺伝子から膜結合性の分泌蛋白質を欠失させ、宿主の蛋白質を利用するように進化したと考えられる。一方、ペギウイルスはコア蛋白質を欠損しているが、その分子機構を解明するため、ペギウイルスの定量系を確立し、肝臓移植患者で健常人よりもペギウイルスの陽性率が有意に高いことが明らかになった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

フラビウイルスの粒子形成における、宿主由来およびウイルス由来の膜結合性蛋白質の関与を解明し、論文を投稿し、マイナーリバイスとなっている。また、ペギウイルスに関しても、ウイルス価が高い患者を同定できており、研究は順調に進展していると判断できる。

Strategy for Future Research Activity

遺伝子構造が類似するヘパシウイルスとペスチウイルスに着目し、ヘパシウイルスゲノムにペスチウイルスのErns、あるいは宿主由来の分泌性膜結合蛋白質の遺伝子を挿入し、ヘパシウイルスの粒子産生に必須なアポリポ蛋白質を欠損させた培養細胞で組換えウイルスが感染性粒子を産生できるか否かを検証する。また、ペスチウイルスのErns遺伝子を宿主由来の分泌性膜結合蛋白質遺伝子と置換し、培養細胞で継代して適応変異の挿入を検証する。さらに、感染環に昆虫と哺乳動物を持つウイルスと、昆虫だけで増殖するウイルスでキメラウイルスを作出し、昆虫由来と哺乳動物由来の培養細胞で交互に継代し、変異ウイルスの性状を解析することで、フラビウイルスの宿主域の拡大を実験的に検証する。この様な進化モデルの解析のため、感染性を容易に解析可能なレポーターウイルスを作出する。また、ペギウイルスに関しては、ウイルス価の高い患者の末梢血単核球からRNAを抽出し、ペギウイルスゲノムの感染性cDNAを確立し、コア蛋白質欠損機構を解明する。

Research Products

• [Journal Article] Quasispecies of Hepatitis C Virus Participate in Cell-Speci c Infectivity (2017)
  • Author(s): Takasuke Fukuhara, Satomi Yamamoto, Chikako Ono, Shota Nakamura, Daisuke Motooka, Hiroyuki Mori, Takeshi Kurihara, Asuka Sato, Tomokazu Tamura, Takashi Motomura, Toru Okamoto, Michio Imamura, Toru Ikegami, Tomoharu Yoshizumi, Yuji Soejima, Yoshihiko Maehara, Kazuaki Chayama, Yoshiharu Matsuura
  • Journal Title: SCIENTIFIC REPORTS Volume : 7 Pages : 1-10
  • DOI: 10.1038/srep45228
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] CD14+ monocyte-derived galectin-9 induces natural killer cell cytotoxicity in chronic hepatitis C (2017)
  • Author(s): Nishio A, Tatsumi T, Nawa T, Suda T, Yoshioka T, Onishi Y, Aono S, Shigekawa M, Hikita H, Sakamori R, Okuzaki D, Fukuhara T, Matsuura Y, Hiramatsu N, Takehara T
  • Journal Title: Hepatology Volume : 65 Pages : 18-31
  • DOI: 10.1002/hep.28847
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Human Cathelicidin Compensates for the Role of Apolipoproteins in Hepatitis C Virus Infectious Particle Formation (2016)
  • Author(s): Francesc Puig-Basagoiti*, Takasuke Fukuhara*, Tomokazu Tamura, Chikako Ono, Kentaro Uemura, Yukako Kawachi, Satomi Yamamoto, Hiroyuki Mori, Takeshi Kurihara, Toru Okamoto, Hideki Aizaki and Yoshiharu Matsuura
  • Journal Title: Journal of Virology Volume : 90 Pages : 8464-8477
  • DOI: 10.1128/jvi.00471-16
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] TRC8-dependent degradation of hepatitis C virus immature core protein regulates viral propagation and pathogenesis. (2016)
  • Author(s): Aizawa S., Okamoto T., Sugiyama Y., Kouwaki T., Ito A., Suzuki T., Ono C., Fukuhara T., Yamamoto M., Okochi M., Hiraga N., Imamura M., Chayama K., Suzuki R., Shoji I., Moriishi K., Moriya K., Koike K., and Matsuura Y.
  • Journal Title: Nat. Commun. Volume : 7 Pages : 1-12
  • DOI: 10.1038/ncomms11379
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Lipoprotein receptors redundantly participate in entry of hepatitis C virus (2016)
  • Author(s): Yamamoto S., Fukuhara T., Ono C., Uemura K., Kawachi Y., Shiokawa M., Mori H., Wada M., Shima R., Okamoto T., Hiraga N., Suzuki R., Chayama K., Wakita T., Matsuura Y.
  • Journal Title: PLoS Pathogens Volume : 12 Pages : 1-24
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1005610
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Ｃ型肝炎ウイルスの増殖と病原性に関与する宿主因子 (2017)
  • Author(s): 松浦善治、福原崇介、岡本 徹
  • Organizer: 第2回北大部局横断シンポジウム「免疫・癌・感染」
  • Place of Presentation: 札幌
  • Invited
• [Presentation] Viral secretory glycoproteins of Flaviviridae virus have similar roles with apolipoproteins on the formation of infectious HCV particles (2016)
  • Author(s): Takasuke Fukuhara, Tomokazu Tamura , Mai Shiokawa , Chikako Ono , Satomi Yamamoto , Hiroyuki Mori , Takeshi Kurihara , Kentaro Uemura , Toru Okamoto , Hiroshi Aoki , Yoshihiro Sakoda , Yoshiharu Matsuura
  • Organizer: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2016-10-23
• [Presentation] G28A mutation facilitates an efficient propagation of HCV in miR-122-independent manner (2016)
  • Author(s): Chikako Ono, Takasuke Fukuhara, Daisuke Motooka, Shota Nakamura, Satomi Yamamoto, Hiroyuki Mori, Kentaro Uemura, Toru Okamoto, Su Su Hmwe, Kazuaki Chayama, Takaji Wakita, Kazuhiko Koike, and Yoshiharu Matsuura
  • Organizer: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2016-10-23
• [Presentation] The roles of secretory glycoproteins in viral particle formation in family Flaviviridae (2016)
  • Author(s): Tomokazu Tamura, Takasuke Fukuhara, Mai Shiokawa, Chikako Ono, Satomi Yamamoto, Hiroyuki Mori, Takeshi Kurihara, Toru Okamoto, Hiroshi Aoki, Yoshihiro Sakoda and Yoshiharu Matsuura
  • Organizer: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2016-10-23
• [Presentation] Regulation of Bcl-2 family proteins in cells infected with Flaviviruses (2016)
  • Author(s): Tatsuya Suzuki, Toru Okamoto, Takasuke Fukuhara,Yoshiharu Matusuura
  • Organizer: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2016-10-23
• [Presentation] Signal peptide peptidase participates in propagation and pathogenesis of hepatitis C virus (2016)
  • Author(s): Yoshiharu Matsuura, Toru Okamoto
  • Organizer: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2016-10-23
  • Invited
• [Presentation] Non-canonical LC3 lipidation induced by HCV inhibits autophagic flux (2016)
  • Author(s): Hiroyuki Mori, Takasuke Fukuhara, Chikako Ono, Tomokazu Tamura, Satomi Yamamoto, Kentaro Uemura, Toru Okamoto1, Masami Wada, Takeshi Noda, Tamotsu Yoshimori, Yoshiharu Matsuura
  • Organizer: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2016-10-23
• [Presentation] Hepatitis C virus core protein interacts with Bnip3 and soppresses its dimerizatin and binding with LC3 (2016)
  • Author(s): Takeya Tsusumi,Akari Kado,Kazuya Okushin,Kenichiro Enooku,Hidetaka Fiujinaga,Kyoji Moriya,Hiroshi Yotsuyanagi,Yumi Kanegae,Izumu Sauto,Yoshiharu Mtsuura,Kazuhiko Koike
  • Organizer: 23rd International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2016-10-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Human hepatic stellate cells are permissive for hepatitis C virus infection/replication and play important role in fibrosis (2016)
  • Author(s): Takuma Zaitsu,Haruyo Aoyagi,Mami Matsuda,Noriyuki Watanabe,Akira Fujimoto,Koichi Watashi,Ryosuke Suzuki,Takasuke Fukuhara,Yoshiharu Matsuura,Kenjiro Wake,Tetsuro Suzuki,Tomokazu,Matsuura,Koji Tamura,Takaji Wakita,Hideki Aizaki
  • Organizer: 23rd International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2016-10-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Annexins participate in thte HCV RNA replication (2016)
  • Author(s): Tkakayuki Abe,Ikuo Shoji,Yoshiharu Matsuura
  • Organizer: 23rd International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2016-10-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Human BDCA3+DCs utilize-λfor inducing intrahepatic anti-viral ISGs and stimulating bystander Immune cells in HCV Infection (2016)
  • Author(s): Sachiyo Yoshio,Masaya Sugiyama,Takasuke Fukuhara,Yoshiharu Matsuura,Masashi Mizokami,Tatsuta Kanto.
  • Organizer: 23rd International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2016-10-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Single peptide peptidase a target for anti-HCV drug (2016)
  • Author(s): Toru Okamoto,Junki Hirano,Tatsuya Suzuki, ,Shinji Kusakabe,Takasuke Fukuhara Kohji Moriishi,Kazuhiko Koike and Yoshiharu Matsuura
  • Organizer: 23rd International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2016-10-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Regulation of Bcl-2 family proteins in cells infected with Flaviviruses (2016)
  • Author(s): Toru Okamoto,Tatsuya Suzuki, ,Shinji Kusakabe,Junki Hirano,Makoto Tokunaga, Takasuke Fukuhara and Yoshiharu Matsuura
  • Organizer: 23rd International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2016-10-10
  • Int'l Joint Research
• [Book] Hepatitis C Virus I (2016)
  • Author(s): Kohji Moriichi and Yoshiharu Matsuura
  • Total Pages: 362
  • Publisher: Springer
• [Remarks] 大阪大学微生物病研究所分子ウイルス分野
  • URL: http://www-yoshi.biken.osaka-u.ac.jp