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 / ウイルス粒子産生 / 進化 / ウイルス

Outline of Annual Research Achievements

１）C型肝炎ウイルス（HCV）及びペスチウイルスの粒子形成において宿主由来のアポリポ蛋白質とウイルス由来のNS1及びErnsが共通した機能を持つことを明らかにした。アポリポ蛋白質を欠損したHuh7細胞及びErnsを欠損したペスチウイルスのリバースジェネティクス系を用いてそれらの分泌蛋白質の共通した役割を解明し、その内容を報告した（PLoS Pathogens 2017）。このことから、フラビウイルス科ウイルスが進化の過程でウイルス粒子産生に必要な因子をウイルス由来と宿主由来で使い分けながら進化したことが予想される。さらに、分泌蛋白質の機能解析を進めるツールとして様々なフラビウイルス科ウイルスにスプリットnLucレポーターを搭載したウイルス（HCV、ペスチウイルス、デングウイルス、日本脳炎ウイルス）を作出し、報告した（J Viriol 2018）。さらに、最近NS1の機能を欠損したフラビウイルスの作出に成功し、現在ウイルス複製またはウイルス粒子形成に関与するNS1の変異体を探索している。
２）九州大学との共同研究によってペギウイルス陽性の臨床検体の収集を開始した。これまでに、肝臓移植後の患者ではペギウイルス陽性率が健常人と比べて明らかに高いことが明らかになった。また、ペギウイルス陽性末梢血単核球では非感染と比較してISGの発現が誘導されていることがRNA-seq解析から明らかになった。このことから、持続感染しているペギウイルスも症状は認めないものの、免疫応答に少なくとも影響を与えている可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初予想していた通り、フラビウイルス科ウイルスの進化の中における宿主またはウイルス由来の分泌蛋白質の使い分けが明らかになってきた。さらに、その中で最も重要な分泌蛋白質であるErnsとNS1の役割を解析するツールとして、様々なフラビウイルス科ウイルスでレポーターウイルスの作出に成功した。このことから分泌蛋白質から見たフラビウイルス科ウイルスの進化に関する研究は概ね順調に進んでいると思われる。
一方、ペギウイルスの研究に関しては、in vitroでの増殖系の確立が難航しているが、個体での役割が少しずつ明らかになってきており、この側面からペギウイルスの共生機構を解明しこうと考えている。このことからもペギウイルス研究も少し方向性が変わりつつあるものの、概ね順調に進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

１）フラビウイルスのNS1蛋白質はDimer及びHexamerをとるが、構造学的予測を利用し、Dimer形成及びHexamerフォームに関わる変異を同定する。また、それらの違いが複製複合体形成へ、またはウイルス粒子形成にどのように関与しているのかを明らかにする。
２）ペギウイルスの感染はISGの誘導に関わることを示してきた。その中でどのようなメカニズムで持続感染を可能にしているのかをin vitroで明らかにしていく。

Research Products

• [Journal Article] Characterization of recombinant Flaviviridae viruses possessing a small reporter-tag. (2018)
  • Author(s): Tamura T, Fukuhara T, Uchida T, Ono C, Mori H, Sato A, Fauzyah Y, Okamoto T, Kurosu T, Setoh YX, Imamura M, Tautz N6 Sakoda Y, Khromykh AA, Chayama K, Matsuura Y.
  • Journal Title: J Virol. Volume : 92 Pages : 259-273
  • DOI: 10.1128/jvi.01582-17
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Characterization of SPP inhibitors suppressing propagation of HCV and protozoa (2017)
  • Author(s): Hirano J, Okamoto T, Sugiyama Y, Suzuki T, Kusakabe S, Tokunaga M, Fukuhara T, Sasai M, Tougan T, Matsunaga Y, Yamashita K, Sakai Y, Yamamoto M, Horii T, Standley DM, Moriishi K, Moriya K, Koike K, Matsuura Y.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A. Volume : 114
  • DOI: 10.1073/pnas.1712484114
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Regulation of Apoptosis during Flavivirus Infection. (2017)
  • Author(s): Okamoto T, Suzuki T, Kusakabe S, Tokunaga M, Hirano J, Miyata Y, Matsuura Y
  • Journal Title: Viruses Volume : 9 Pages : 243-243
  • DOI: 10.3390/v9090243
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Host-derived apolipoproteins play comparable roles with viral secretory proteins Erns and NS1 in the infectious particle formation of Flaviviridae (2017)
  • Author(s): Fukuhara Takasuke、Tamura Tomokazu、Ono Chikako、Shiokawa Mai、Mori Hiroyuki、Uemura Kentaro、Yamamoto Satomi、Kurihara Takeshi、Okamoto Toru、Suzuki Ryosuke、Yoshii Kentaro、Kurosu Takeshi、Igarashi Manabu、Aoki Hiroshi、Sakoda Yoshihiro、Matsuura Yoshiharu
  • Journal Title: PLOS Pathogens Volume : 13
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1006475
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Characterization of miR-122-independent propagation of HCV (2017)
  • Author(s): C. Ono, T. Fukuhara, D. Motooka, S. Nakamura, D. Okuzaki, S. Yamamoto, T. Tamura, H. Mori, A. Sato, K. Uemura, Y. Fauzyah, T. Kurihara, T. Suda, A. Nishio, Su Su Hmwe, T. Okamoto, T. Tatsumi, T. Takehara, K. Chayama, T. Wakita, K. Koike, Y. Matsuura
  • Journal Title: PLoS Pathogens Volume : -
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1006374
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [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] フラビウイルスの粒子産生機構の解析 (2017)
  • Author(s): 福原 崇介
  • Organizer: 平成28年度北海道大学遺伝子病制御研究所「感染、免疫、がん、炎症」研究集会
• [Presentation] フラビウイルス科ウイルスの粒子形成におけるウイルスまたは宿主因子の関与 (2017)
  • Author(s): 福原 崇介
  • Organizer: 第14回ウイルス学キャンプin湯河原
• [Presentation] 新規レポーター遺伝子を搭載したフラビウイルス科ウイルスの作出とその応用 (2017)
  • Author(s): 田村 友和
  • Organizer: 第14回ウイルス学キャンプin湯河原
• [Presentation] Viral secretory proteins Erns and NS1 play comparable roles with apolipoproteins in the infectious particle formation of Flaviviridae (2017)
  • Author(s): 福原 崇介
  • Organizer: The American Society for Virology (ASV) the 36th Annual Meeting
• [Presentation] Characterization of Flaviviridae viruses possessing a reporter gene (2017)
  • Author(s): 田村 友和
  • Organizer: The American Society for Virology (ASV) the 36th Annual Meeting
• [Presentation] Engineering of small reporter-tagged Flaviviridae viruses applicable to antiviral screening and in vivo dynamics (2017)
  • Author(s): 田村 友和
  • Organizer: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [Presentation] Engineering of Small Reporter-Tagged Flaviviridae Viruses Applicable to Antiviral Screening and in vivo Dynamics (2017)
  • Author(s): 田村 友和
  • Organizer: 24th International Symposium on Heepatitis C Virus and Related Viruses
• [Presentation] Viral secretory glycoproteins of Pestivirus and Flavivirus have similar roles with exchangeable apolipoproteins on the formation of infectious HCV particles (2017)
  • Author(s): 福原 崇介
  • Organizer: 24th International Symposium on Heepatitis C Virus and Related Viruses
• [Presentation] Characterization of recombinant Flaviviridae viruses possessing a small reporter-tag (2017)
  • Author(s): 田村 友和
  • Organizer: 第16回あわじしま感染症・免疫フォーラム
• [Presentation] Viral secretory glycoproteins Erns and NS1 play comparable roles with apolipoproteins in infectious particle formation of Flaviviridae (2017)
  • Author(s): 福原 崇介
  • Organizer: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [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