神経細胞特異的ポリオウイルス感染機構と病原性

• 研究課題/領域番号: 12002004
• 研究種目: 特別推進研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 野本 明男 東京大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (70112670)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 320,900千円 (直接経費: 263,000千円、間接経費: 57,900千円); 2004年度: 62,400千円 (直接経費: 48,000千円、間接経費: 14,400千円); 2003年度: 62,400千円 (直接経費: 48,000千円、間接経費: 14,400千円); 2002年度: 62,400千円 (直接経費: 48,000千円、間接経費: 14,400千円); 2001年度: 63,700千円 (直接経費: 49,000千円、間接経費: 14,700千円); 2000年度: 70,000千円 (直接経費: 70,000千円)
• キーワード: ポリオウイルス / 体内伝播 / 神経病原性 / ポリオウイルス受容体 / 神経軸索輸送 / 血液脳関門 / IRES / ウイルス干渉現象 / 感染モデルマウス

研究概要

ラット中枢神経系からの運動神経細胞の初代培養系を確立し、これを使用して、昨年度作製に成功した蛍光標識ポリオウイルス(PV)の軸索内での動きをリアルタイムで観察した。すなわち、培養運動神経細胞にGFPを付加したPV受容体(PVR) cDNAをトランスフェクションし、そこに蛍光標識PVを感染させた。PVRとPVを同時に持つ小胞体を観察したところ、軸索内を逆行性に移動することを確認できた。現在、神経細胞体のどの部位で複製を開始するかを検討中である。
蛍光標識PVが、PVRを持たないマウス血管内皮細胞MBEC4に小胞体として取り込まれることを明らかにし、PVが血液脳関門を越えるメカニズムを解析する基盤が確立した。
これまでの研究から、神経細胞はPVの一回の感染・複製に対しては抵抗性を示し、細胞変性を示さないが、複数回の感染を受けると細胞変性を起こすことが示唆されていた。しかし、一般的には同一の細胞に同系統のウイルスの重感染は起こらない(ウイルス干渉現象)ことが知られている。そこで、神経細胞のウイルス干渉現象を解析したところ、HeLa細胞に比べ、2回目の感染によって起こるウイルス特異的蛋白合成量がかなり高いことが明らかとなり、我々の考えに矛盾しないことが示された。この実験系は、ウイルス干渉現象のメカニズムを解析するための実験系として期待される。
mRNAの5'末端と3'末端の相互作用により、翻訳活性が上昇することが知られている。PVのIRES (internal ribosome entry site)とPV特異的2Aプロテアーゼを利用した実験系により、このリボソームリサイクリングには、Cap構造、eIF4E、eIF4G、PABP、およびポリAは関与していないことを示す結果を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Blockade of poliovirus-induced cytopathic effect in neural cells by monoclonal antibody against poliovirus or human poliovirus receptor. (2005)
  • 著者名/発表者名: A.Yanagiya et al.
  • 雑誌名: J.Virol. 79(3) ページ: 1523-1532
• [雑誌論文] Down-regulation of NK cell activating ligand CD155 by human cytomegalovirus UL141. (2005)
  • 著者名/発表者名: P.Tomasec et al.
  • 雑誌名: Nature Immunol. (in press)
• [雑誌論文] A poliomyelitis model through mucosal infection in transgenic mice bearing human poliovirus receptor, TgVR21. (2004)
  • 著者名/発表者名: N.Nagata et al.
  • 雑誌名: Virology 321 ページ: 87-100
• [雑誌論文] Receptor (CD155)-dependent endocytosis of poliovirus and retrograde axonal transport of the endosome. (2004)
  • 著者名/発表者名: S.Ohka et al.
  • 雑誌名: J.Virol. 78(13) ページ: 7186-7198
• [雑誌論文] Ligand stimulation of CD 155α inhibits cell adhesion and enhances cell migration in fibroblasts (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Oda et al.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 319 ページ: 1253-1264
• [雑誌論文] Membrane binding properties and terminal residues of the mature hepatitis C virus capsid protein in insect cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: T.Ogino et al.
  • 雑誌名: J.Virol. 78(21) ページ: 11766-11777
• [文献書誌] I.Pelletier et al.: "Characterization of the poliovirus 147S particles : new insights into poliovirus uncoating"Virology. 305(1). 55-65 (2003)
• [文献書誌] M.Ida-Hosonuma et al.: "Host range of poliovirus is restricted to simians because of a rapid sequence change of the poliovirus receptor gene during evolution"Arch.Virol.. 148. 29-44 (2003)
• [文献書誌] A.Yanagiya et al.: "Tissue specific replicating capacity of a chimeric poliovirus that carries the internal ribosome entry site of -----"J.Virol.. 77(19). 10479-10487 (2003)
• [文献書誌] T.Fujiyuki et al.: "A novel insect picorna-like virus identified in the brain of aggressive worker honeybees"J.Virol.. 78(3). 1093-1100 (2004)
• [文献書誌] N.Nagata et al.: "A poliomyelitis model through mucosal infection in transgenic mice bearing human poliovirus receptor, TgPVR21"Virology. (in press). (2004)
• [文献書誌] S.Ohka et al.: "Receptor (CD155)-dependent endocytosis of poliovirus and retrograde axonal transport of the endosome"J.Virol.. (in press). (2004)
• [文献書誌] Q.Jia et al.: "Expression of brain-derived neurotrophic factor in the central nervous system of mice using a poliovirus-based vector"J. Neuro Virology. 8・1. 14-23 (2002)
• [文献書誌] A.Nomoto, I.Arita: "Eradication of poliomyelitis"Nature Immunology. 3・3. 205-208 (2002)
• [文献書誌] J.-Y.Feng et al.: "Isolation and analysis of retroviral integration targets by solo long terminal repeat inverse PCR"J. Virology. 76・11. 5540-5547 (2002)
• [文献書誌] A.Iwasaki et al.: "Immunofluoresecence analysis of poliovirus receptor expression in Peyer's patches fo humans, primates, and CD155 transgenic mice : implication for poliovirus infection"J. Infectious Diseases. 186・5. 585-592 (2002)
• [文献書誌] T.Isoyama et al.: "The core protein of hepatitis C virus is imported into the nucleus by transport receptor Kap123p but inhibit Kap121p-dependent nuclear import of yeast-API-like factor in yeast cells"J. Biological Chemistry. 277・42. 39634-39641 (2002)
• [文献書誌] M.Masuda: "The tumor suppressor protein TSLC1 is involved in cell-cell adhesion"J. Biological Chemistry. 277・34. 31014-31019 (2002)
• [文献書誌] M.Gromeier, A.Nomoto: "Molecular Biology of Picornaviruses"B. L. Semler and E. Wimmer eds., ASM press. 502 (2002)
• [文献書誌] K.Murakami et al.: "Down regulation of translation driven by hepatitis C virus internal ribosomal entry site by the 3' untranslated region of RNA"Arch. Virol.. 146(4). 729-741 (2001)
• [文献書誌] Q.Jia et al.: "Molecular genetic analysis of revertants from a poliovirus mutant that is specifically adapted to the spinal cord of mice"J. Virol.. 75(23). 11766-11772 (2001)
• [文献書誌] S.Ohka et al.: "Basolateral sorting of human poliovirus receptor α involves an interaction with the μ1B subunit of the clathrin adaptor complex in polarized epithelial cells"Biochem. Biophys. Res. Comm.. 287. 941-948 (2001)
• [文献書誌] S.Ohka, A.Nomoto: "Recent insights into poliovirus pathogenesis"Trends in Microbiology. 9(10). 501-506 (2001)
• [文献書誌] Q.Jia et al.: "Expression of brain-derived neurotrophic factor in the central nervous system of mice using a poliovirus-based vector"J. Neuro Virology. 8(1). 14-23 (2002)
• [文献書誌] A.Nomoto, I.Arita: "Eradication of poliomyelitis"Nature Immunology. 3(3). 205-208 (2002)
• [文献書誌] S.Ohka, A.Nomoto: "Progress in polio eradication : Vaccine strategies for the end game"(F. Brown ed.) Karger. 244 (2001)
• [文献書誌] T.Iwasaki et al.: "Transgenic mice bearing human poliovirus receptor for quality control."Pharmeuropa. Special Issue. 59-68 (2000)
• [文献書誌] K.Murakami et al.: "Down regulation of translation driven by hepatitis C virus internal ribosomal entry site by the 3' untranslated region of RNA."Arch.Virol.. (in press). (2001)
• [文献書誌] T.Isoyama et al.: "Nuclear import of yeast AP-1 like factor is mediated by the transport receptor Pse1/Kap121p, and this import step is not affected by oxidative stress."J.Biol.Chem.. (in press). (2001)
• [文献書誌] S.Ohka,A.Nomoto: "Developments in Biologicals"International Association for Biologicals(in press). (2001)
• [文献書誌] M.Gromeier,A.Nomoto: "Molecular Biology of Picornaviruses"American Society for Microbiology(in press). (2001)