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Elucidation of the universal aggravation mechanism of emerging viruses focusing on unexplored short viral RNA

Research Project

Project/Area Number 23K24141
Project/Area Number (Other) 22H02879 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 49060:Virology-related
Research InstitutionKyoto Prefectural University of Medicine

Principal Investigator

渡邊 洋平  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (50452462)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 荒井 泰葉  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 研究員 (80793182)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Keywords新興感染症 / 新興ウイルス / RNA / 重症化機序 / 免疫応答 / 宿主適応 / 重篤化機序
Outline of Research at the Start

本研究は、申請者らが最近見出した「新興ウイルスがヒト生体内でイレギュラーな短鎖viral RNAを過剰産生して高病原性を発揮する」という新興ウイルスに普遍的な病態機序を実証することを目的とする。本研究は、新興ウイルスがサイトカインストームを惹起してARDS、多臓器不全や血栓症などの重症化を惹起する普遍的なキーファクターを特定するものであり、得られた知見は新興ウイルス感染症に汎用可能な治療法や創薬に向けた新しい機軸となる。

Outline of Annual Research Achievements

(1)エクソソーム中の短鎖viral RNAの存在確認と免疫誘導能の評価
SARS-CoV-2感染細胞から培養上清中に分泌されるエクソソームを単離し、短鎖viral RNA含有の有無と配列をsmall RNA-seqによって解析した。培養上清中にはウイルス粒子も放出されるため、ウイルス粒子とエクソソームを分離するために、エクソソーム表面マーカーを標的とした免疫沈降法を用いた。その結果、細胞内に蓄積される短鎖viral RNAとほぼ同様の長さと配列をもつ短鎖viral RNAがエクソソーム中に多量に含まれることが明らかとなった。また代表的な長さと配列をもつ短鎖viral RNAを合成して培養細胞に遺伝子導入したところ、サイトカイン産生が強く誘導された。

(2)宿主との不適合性に起因するイレギュラーな単鎖viral RNA産生の証明
SARS-CoV-2をヒト気道由来Calu-3細胞に長期継代し、馴化後のウイルスが産生する短鎖viral RNA量の変化をsmall RNA-seqによって解析した。10回継代後の馴化ウイルスの短鎖viral RNA産生量は親ウイルスと顕著には変化が確認できないことが明らかとなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

SARS-CoV-2感染細胞内に蓄積する短鎖viral RNAとほぼ同一の特性(長さと配列)の短鎖viral RNAがエクソソーム中に含まれて上清中に放出されていることが明らかとなった。ウイルス感染の広がりに加えて、エクソソーム中の短鎖viral RNAが免疫応答を惹起する病態機序が存在する可能性を捉えていることから、研究計画はおおむね順調に進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

Calu-3細胞への長期継代による短鎖viral RNA産生量の解析については、親ウイルスの当該細胞における複製が効率的であるために馴化過程を捉えることが難しいと考えられた。そのため、細胞種を変更して同実験を再試行するか、研究計画にある代替実験によって宿主との不適合性に起因する短鎖viral RNA産生の証明を目指す。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Emergence of SARS-CoV-2 with Dual-Drug Resistant Mutations During a Long-Term Infection in a Kidney Transplant Recipient2024

    • Author(s)
      Tanino Yoko、Nishioka Keisuke、Yamamoto Chie、Watanabe Yohei、Daidoji Tomo、Kawamoto Masataka、Uda Sayaka、Kirito Shoko、Nakagawa Yuta、Kasamatsu Yu、Kawahara Yoshiyuki、Sakai Yuri、Nobori Shuji、Inaba Tohru、Ota Bon、Fujita Naohisa、Hoshino Atsushi、Nukui Yoko、Nakaya Takaaki
    • Journal Title

      Infection and Drug Resistance

      Volume: Volume 17 Pages: 531-541

    • DOI

      10.2147/idr.s438915

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Stimulation of interferon-β responses by aberrant SARS-CoV-2 small viral RNAs acting as retinoic acid-inducible gene-I agonists2023

    • Author(s)
      Arai Yasuha、Yamanaka Itaru、Okamoto Toru、Isobe Ayana、Nakai Naomi、Kamimura Naoko、Suzuki Tatsuya、Daidoji Tomo、Ono Takao、Nakaya Takaaki、Matsumoto Kazuhiko、Okuzaki Daisuke、Watanabe Yohei
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 26 Issue: 1 Pages: 105742-105742

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.105742

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ACE2 N-glycosylation modulates interactions with SARS-CoV-2 spike protein in a site-specific manner2022

    • Author(s)
      Isobe Ayana、Arai Yasuha、Kuroda Daisuke、Okumura Nobuaki、Ono Takao、Ushiba Shota、Nakakita Shin-ichi、Daidoji Tomo、Suzuki Yasuo、Nakaya Takaaki、Matsumoto Kazuhiko、Watanabe Yohei
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 5 Issue: 1 Pages: 1188-1188

    • DOI

      10.1038/s42003-022-04170-6

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Adaptive dynamics of emerging viruses at interfaces between animals and humans2023

    • Author(s)
      Watanabe Y
    • Organizer
      帯広畜産大学大学院特別セミナー
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Stimulation of IFN-beta responses by aberrant SARS-CoV-2 small viral RNAs2022

    • Author(s)
      Arai Y, Yamanaka I, Okamoto T, Isobe A, Nakai N, Kamimura N, Suzuki T, Daidoj T, Nakaya T, Okuzaki D, Watanabe Y
    • Organizer
      第23回日本RNA学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] ACE2 N-glycosylation modulates interactions with SARS-CoV-2 spike protein in a site-specific manner2022

    • Author(s)
      Isobe A, Arai Y, Okumura N, Ono T, Nakakita S, Daidoji T, Suzuki Y, Nakaya T, Matsumoto K, Watanabe Y
    • Organizer
      第69回日本ウイルス学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] 京都府立医科大学プレスリリース

    • URL

      https://www.kpu-m.ac.jp/doc/news/2022/20221209.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Remarks] マイナビニュース

    • URL

      https://news.mynavi.jp/techplus/article/20221209-2534081/2

    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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