フィロウイルスの細胞侵入メカニズムと宿主域に関する研究

• Project Area: Molecular basis of host cell competency in virus infection
• Project/Area Number: 15H01249
• 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: Hokkaido University
• Principal Investigator: 高田 礼人 北海道大学, 人獣共通感染症リサーチセンター, 教授 (10292062)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2016: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2015: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: エボラウイルス / フィロウイルス / 細胞進入 / レセプター / 宿主域

Outline of Annual Research Achievements

ヒトNPC1の多様性とフィロウイルスに対する感受性：ヒト由来Jurkat TおよびRamos B細胞はいずれもフィロウイルスに対して非感受性である事が知られている。面白いことに、Jurkat T細胞は、フィロウイルスの細胞吸着因子の一つであるC型レクチンを発現させることによって感受性を獲得したのに対して、Ramos B細胞は非感受性のままであった。そこで、Jurkat TおよびRamos B細胞のNPC1遺伝子をクローニングし、アミノ酸配列を比較したところ、2箇所（200番目と215番目）のアミノ酸が異なる事が分かった。これらのNPC1をクローニングし強制発現させた細胞を確立し、Vesicular Stomatitis Virus (VSV)のシュードタイプシステムを用いて、フィロウイルスに対する感受性の違いを解析したが、違いは認められなかった。

コウモリ由来細胞のフィロウイルスに対する感受性を決定する因子の探索：既知のフィロウイルス全てについて、GPを持つシュードタイプウイルスの感染性を様々なコウモリ由来の培養細胞で比較した結果、エボラウイルスは感染するがマールブルグウイルスは感染しないコウモリ細胞（FBKT1）が存在する事が明らかとなり、レセプター（NPC1）の違いによるものと推定された。FBKT1にヒト由来のNPC1を導入するとマールブルグウイルスに対する感受性を獲得した。マールブルグウイルス感受性細胞とFBKT1の間で、NPC1のアミノ酸配列を比較した結果、GPとの結合に重要と考えられている領域のアミノ酸配列に違いが認められた。また、NPC1との結合に重要と考えられているGP上のアミノ酸配列にもエボラウイルスとマールブルグウイルスの間で違いが認められた。これらのアミノ酸を入れ替えると感染性が逆転した。以上より、GPとNPC1の結合がフィロウイルスの宿主域に関与している事が示唆された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ＮＩＨ(米国)
• [Int'l Joint Research] German Primate Center(ドイツ)
• [Int'l Joint Research] Public Health Agency of Canada(カナダ)
• [Int'l Joint Research] University of Zambia(ザンビア)
• [Int'l Joint Research] National Institutes of Health(米国)
• [Int'l Joint Research] German Primate Center(Germany)
• [Journal Article] Rapid detection of all known ebolavirus species by reverse transcription-loop-mediated isothermal amplification (RT-LAMP) (2017)
  • Author(s): Oloniniyi OK, Kurosaki Y, Miyamoto H, Takada A, Yasuda J
  • Journal Title: J. Virol. Methods Volume: S0166-0934 Pages: 30623-1
  • DOI: 10.1016/j.jviromet.2017.03.011
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] エボラウイルスの増殖・病原性発現機構の最先端の知見 (2017)
  • Author(s): 丸山隼輝、高田礼人
  • Journal Title: 医学の歩み Volume: 260 Pages: 491-497
• [Journal Article] Fcγ-receptor IIa-mediated Src signaling pathway is essential for the antibody-dependent enhancement of Ebola virus infection (2016)
  • Author(s): Furuyama W, Marzi A, Carmody AB, Maruyama J, Kuroda M, Miyamoto H, Nanbo A, Manzoor R, Yoshida R, Igarashi M, Feldmann H, Takada A
  • Journal Title: PLoS Pathog. Volume: 12 Issue: 12 Pages: e1006139-e1006139
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1006139
  • NAID: 120005981447
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The tetherin antagonism of the Ebola virus glycoprotein requires an intact receptor-binding domain and can be blocked by GP1-specific antibodies (2016)
  • Author(s): Brinkmann C, Nehlmeier I, Walendy-Gnirß K, Nehls J, González Hernández M, Hoffmann M, Qiu X, Takada A, Schindler M, Pohlmann S
  • Journal Title: J. Virol. Volume: 90 Issue: 24 Pages: 11075-11086
  • DOI: 10.1128/jvi.01563-16
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Constitutive aryl hydrocarbon receptor signaling constrains type I interferon-mediated antiviral innate defense. (2016)
  • Author(s): Yamada T, Horimoto H, Kameyama T, Hayakawa S, Yamato H, Dazai M, Takada A, Kida H, Bott D, Zhou AC, Hutin D, Watts TH, Asaka M, Matthews, Takaoka A
  • Journal Title: Nat Immunol. Volume: 印刷中 Issue: 6 Pages: 687-694
  • DOI: 10.1038/ni.3422
  • NAID: 120005849912
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Discovery of an antibody for pan-ebolavirus therapy (2016)
  • Author(s): Furuyama D, Marzi A, Nanbo A, Haddock E, Maruyama J, Miyamoto H, Igarashi M, Yoshida R, Dr. Noyori O, Feldmann H, Takada A
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 6 Issue: 1 Pages: 20514-20514
  • DOI: 10.1038/srep20514
  • NAID: 120005906783
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Interaction between TIM-1 and NPC1 is important for the cellular entry of Ebola virus (2015)
  • Author(s): Kuroda M, Fujikura D, Nanbo A, Marzi A, Noyori O, Kajihara M, Maruyama J, Matsuno K, Miyamoto H, Yoshida R, Feldmann H, Takada A
  • Journal Title: J. Virol. Volume: 印刷中 Issue: 12 Pages: 6481-6493
  • DOI: 10.1128/jvi.03156-14
  • NAID: 120005621883
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Seroepidemiological prevalence of multiple species of filoviruses in fruit bats (Eidolon helvum) migrating in Africa. (2015)
  • Author(s): Hirohito Ogawa, Hiroko Miyamoto, Eri Nakayama, Reiko Yoshida, Ichiro Nakamura, Hirofumi Sawa, Akihiro Ishii, Yuka Thomas, Emiko Nakagawa, Keita Matsuno, Masahiro Kajihara, Junki Maruyama, Manabu Igarashi, Kimihito Ito, Ayato Takada et al
  • Journal Title: Journal of Infectious Diseases Volume: jiv063 Issue: suppl 2 Pages: S101-S108
  • DOI: 10.1093/infdis/jiv063
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Neutralization and Antibody-Dependent Enhancement of Ebolavirus (2016)
  • Author(s): Ayato Takada
  • Organizer: 8th International Global Virus Network Meeting
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（札幌市、日本）
  • Year and Date: 2016-10-25
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] グローバルヘルスを支える生化学 エボラウイルスの診断・治療法開発の最前線 (2016)
  • Author(s): 高田礼人
  • Organizer: 第89回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（仙台市、日本）
  • Year and Date: 2016-09-25
  • Invited
• [Presentation] Antibody-dependent enhancement of Ebola virus infection is induced by the Fc gamma receptor IIa-dependent signaling pathway through Src family protein tyrosine kinases (2016)
  • Author(s): Wakako Furuyama, Andrea Marzi, Aaron B. Carmody, Junki Maruyama, Makoto Kuroda, Hiroko Miyamoto, Asuka Nanbo, Rashid Manzoor, Reiko Yoshida, Manabu Igarashi, Heinz Feldmann, Ayato Takada
  • Organizer: 8th Internatinal Symposium on Filoviruses
  • Place of Presentation: BNP Paribas Fortis auditorium (Antwerp, Belgium)
  • Year and Date: 2016-09-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Replication in macrophages is a key factor for lethal outcome of Ebola virus infection (2016)
  • Author(s): Yoshimi Tsuda, Satoko Yamaoka, Carla Weisend, Kimberly Meade-White, Logan Banadyga, Ayato Takada, Jiro Arikawa, Hideki Ebihara
  • Organizer: 8th Internatinal Symposium on Filoviruses
  • Place of Presentation: BNP Paribas Fortis auditorium (Antwerp, Belgium)
  • Year and Date: 2016-09-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Ebolavirus Entry into Cells --- Neutralization and Antibody-Dependent Enhancement--- (2016)
  • Author(s): Ayato Takada
  • Organizer: The 15th Awaji International Forum on Infection and Immunity
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台国際会議場（淡路市、日本）
  • Year and Date: 2016-09-09
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 人獣共通感染症の研究最前線 －エボラ出血熱－ (2016)
  • Author(s): 高田礼人
  • Organizer: 日本麻酔科学会第63回学術集会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡市、日本）
  • Year and Date: 2016-05-26
  • Invited
• [Presentation] エボラウイルス研究の最前線 (2016)
  • Author(s): 高田礼人
  • Organizer: 第90回日本感染症学会総会・学術講演会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（仙台市、日本）
  • Year and Date: 2016-04-16
  • Invited
• [Presentation] A Monoclonal Antibody Neutralizing All Known Ebola Viruses (2016)
  • Author(s): Ayato Takada
  • Organizer: 2016 US–Japan Annual Medical Biodefense Research Symposium Theme: “Ebola And Emerging Pathogens”
  • Place of Presentation: NIH (Rockville, USA)
  • Year and Date: 2016-01-14
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] フィロウイルスの細胞侵入機構 (2015)
  • Author(s): 高田礼人
  • Organizer: 平成27年度 遺伝子病制御研究所研究集会 感染・免疫・炎症・発癌
  • Place of Presentation: 北海道大学医学部 学友会館「フラテ」ホール（札幌市、日本）
  • Year and Date: 2015-12-18
  • Invited
• [Presentation] Ebolavirus: ecology and antiviral strategies (2015)
  • Author(s): Ayato Takada
  • Organizer: 3rd GRF One Health Summit 2015
  • Place of Presentation: Davos Congress Centre (Davos, Switzerland)
  • Year and Date: 2015-10-05
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] エボラウイルスとは (2015)
  • Author(s): 高田礼人
  • Organizer: 第15回日本ハ-イオセーフティ学会総会
  • Place of Presentation: 戸山サンライズ（東京都新宿区、日本）
  • Year and Date: 2015-09-15
  • Invited
• [Presentation] Host signaling pathways involved in antibody-dependent enhancement of Ebola virus infection (2015)
  • Author(s): Wakako Furuyama, Junki Maruyama, Makoto Kuroda, Hiroko Miyamoto, Reiko Yoshida, and Ayato Takada
  • Organizer: Sixteenth International Conference on Negative Strand Viruses
  • Place of Presentation: Auditorium Department of Law (Siena, Italy)
  • Year and Date: 2015-06-18
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The interaction between tim-1 and npc1 is important for the cellular entry of Ebola virus (2015)
  • Author(s): Makoto Kuroda, Daisuke Fujikura, Asuka Nanbo, Reiko Yoshida, Ayato Takada
  • Organizer: Sixteenth International Conference on Negative Strand Viruses
  • Place of Presentation: Auditorium Department of Law (Siena, Italy)
  • Year and Date: 2015-06-18
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] エボラ出血熱 (2015)
  • Author(s): 高田礼人
  • Organizer: 第62回日本実験動物学会総会
  • Place of Presentation: 京都テルサ（京都市、日本）
  • Year and Date: 2015-05-28
  • Invited
• [Presentation] フィロウイルス研究の現状と展望 (2015)
  • Author(s): 高田礼人
  • Organizer: 第33回川内カンファレンス
  • Place of Presentation: 大塚製薬株式会社（徳島市、日本）
  • Year and Date: 2015-04-30
  • Invited