ウイルス膜-細胞膜融合と細胞膜-細胞膜融合の分子機構の相違に関する研究

• 研究課題/領域番号: 15590414
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ウイルス学
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 鶴留 雅人 三重大学, 医学部, 助教授 (50159042)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2004年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 2003年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: シミアンウイルス5 / ヒトパラインフルエンザ2型ウイルス / 膜融合 / HN蛋白 / F蛋白 / モノクローナル抗体 / ノイラミニダーゼ / リバースジェネティクス / パラミクソウイルス / パラインフルエンザ2型ウイルス / Escape mutant / 細胞膜-細胞膜融合 / 構造変化 / 多核巨細胞 / 分子モデリング / 負電荷間相互作用 / モノクロナール抗体

研究概要

1.シミアンウイルス5 (SV5) WR株のF蛋白のLeu-22をProに置換した変異F蛋白(L22P)は、HN蛋白非依存性の細胞膜-細胞膜融合(細胞融合)誘導活性を持つ。本研究ではL22Pの変異解析を行ない、その結果、F2のN末端とfusion peptideとの疎水的相互作用、およびHR1ドメインとCys-richドメイン下流領域との静電的相互作用が細胞融合誘導活性に影響を与えることが示唆された。
2.L22Pの解裂配列をセンダイウイルスのF蛋白の配列で置換し、トリプシンで解裂して細胞融合誘導活性を示すようになった変異F蛋白(Se-L22P)を得た。Se-L22PはWR株のF蛋白と同様に細胞膜のラフト領域と非ラフト領域に均等に分布するが、トリプシンで解裂させると非ラフト領域のSe-L22Pが選択的に構造変化を起こし、その後に細胞融合が誘導されることが明らかになった。
3.ヒトパラインフルエンザ2型ウイルスToshiba株を抗HN抗体(M1-1A)存在下で増殖させて得られたescape mutant (F13)は極めて低い細胞傷害性(細胞融合誘導活性)を示す。リバースジェネティクスにより各種変異ウイルスを作製して解析した結果、F13の低い細胞傷害性がHN蛋白の83位と186位の変異に起因することが判明した。一方、F13によるウイルス膜-細胞膜融合はこれらのアミノ酸変異の影響を受けなかったことから、その分子機構は細胞膜-細胞膜融合の分子機構とは異なっていること、また感染細胞内の未知の宿主因子が関与していることが示唆された。また、ヒトパラインフルエンザ3型ウイルスとは異なり、HN蛋白のノイラミニダーゼ活性とウイルス膜-細胞膜融合とに関連が認められなかったことから、2型ウイルスと3型ウイルスの病原性が異なるのは、ノイラミニダーゼの機能的相違が一因であることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Cytological properties of stromal cells derived from giant cell tumor of bone (GCTSC) which can induce osteoclast formation of human blood monocytes without cell to cell contact. (2005)
  • 著者名/発表者名: Makoto Nishimura
  • 雑誌名: Journal of Orthopaedic Research (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification of paramyxovirus V protein residues essential for STAT protein degradation and promotion of virus replication. (2005)
  • 著者名/発表者名: Machiko Nishio
  • 雑誌名: Journal of Virology (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Early stage of establishment of persistent Sendai virus infection : unstable dynamic phase and then selection of viruses which are tightly cell associated, temperature sensitive, and capable of establishing persistent infection. (2004)
  • 著者名/発表者名: Morihiro Ito
  • 雑誌名: Journal of Virology 78 ページ: 11939-11951
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Recombinant Sendai viruses with L1618V mutation in their L polymerase protein establish persistent infection, but not temperature sensitivity. (2004)
  • 著者名/発表者名: Machiko Nishio
  • 雑誌名: Virology 329 ページ: 289-301
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The functional interaction between CD98 and CD147 in regulation of virus-induced cell fusion and osteoclast formation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kouki Mori
  • 雑誌名: Medical Microbiology and Immunology 193 ページ: 155-162
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Early stage of establishment process of Sendai virus persistent infection : an unstable dynamic phase and then selection of viruses which are tightly cell-associated, temperature-sensitive and capable of establishing persistent infection. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ito, M., Takeuchi, T., Nishio, M., Kawano, M., Komada, H., Tsurudome.M., Ito, Y.
  • 雑誌名: Journal of Virology 78(21) ページ: 11939-11951
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Recombinant Sendai viruses with L1618V mutation in their L polymerase establish persistent infection, but not temperature sensitivity. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nishio, M., Nagata, A., Tsurudome.M., Ito, M., Kawano, M., Komada, H., Ito, Y.
  • 雑誌名: Virology 329(2) ページ: 289-231
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The functional interaction between CD98 and CD147 in regulation of virus-induced cell fusion and osteoclast formation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Mori, K., Nishimura, M., Tsurudome.M., Ito, M., Nishio, M., Kawano, M., Kozuka, Y., Yamashita, Y., Komada, H., Uchida, A., Ito, Y.
  • 雑誌名: Medical Microbiology and Immunology (Berl) 193(4) ページ: 155-162
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Early stage of establishment of persistent Sendai virus infection : unstable dynamic phase and then selection of viruses which are tightly cell associated, temperature sensitive, and capable of establishing persistent infection. (2004)
  • 著者名/発表者名: Morihiro Ito
  • 雑誌名: Journal of Virology 78・21 ページ: 11939-11951
• [雑誌論文] Recombinant Sendai viruses with L1618V mutation in their L polymeraseprotein establish persistent infection, but not temperature sensitivity. (2004)
  • 著者名/発表者名: Machiko Nishio
  • 雑誌名: Virology 329・1 ページ: 289-301
• [雑誌論文] The functional interaction between CD98 and CD147 in regulation of virus-induced cell fusion and osteoclast formation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kouki Mori
  • 雑誌名: Medical Microbiology and Immunology 193・4 ページ: 155-162
• [雑誌論文] The targeted disruption of the CD98 gene results in embryonic lethality. (2003)
  • 著者名/発表者名: Hideki Tsumura
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Commununications 308 ページ: 847-851
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Characterization of Sendai virus persistently infected L929 cells and Sendai virus pi strain : Recombinant Sendai viruses having Mpi protein shows lower cytotoxicity and are incapable of establishing persistent inection. (2003)
  • 著者名/発表者名: Machiko Nishio
  • 雑誌名: Virology 314 ページ: 110-124
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification of amino acids essential for the human parainfluenza type 2 virus V protein to lower the intracellular levels of the STAT2. (2003)
  • 著者名/発表者名: Yuji Kozuka
  • 雑誌名: Virology 317 ページ: 208-219
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The targeted disruption of the CD98 gene results in embryonic lethality. (2003)
  • 著者名/発表者名: Tsumura, H., Suzuki, N., Saito, H., Kawano, M., Otake, S., Kozuka, Y., Komada, H., Tsurudome, M., Ito, Y.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Commununications 308(4) ページ: 847-851
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Characterization of Sendai virus persistently infected L929 cells and Sendai virus pi strain : recombinant Sendai viruses having Mpi protein shows lower cytotoxicity and are incapable of establishing persistent infection. (2003)
  • 著者名/発表者名: Nishio, M., Tsurudome, M., Ito, M., Kawano, M., Komada, H., Ito, Y.
  • 雑誌名: Virology 314(1) ページ: 110-124
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of amino acids essential for the human parainfluenza type 2 virus V protein to lower the intracellular levels of the STAT2. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kozuka, Y., Yamashita, Y., Kawano, M., Tsurudome, M..Ito, M., Nishio, M., Komada, H., Ito, Y.
  • 雑誌名: Virology 317(2) ページ: 208-219
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Identification of paramyxovirus V protein residues essential for STAT protein degradation and promotion of virus replication.
  • 著者名/発表者名: Nishio, M., Tsurudome, M., Ito.M.,.Garcin, D., Kolakofsky, D., Ito, Y.
  • 雑誌名: Journal of Virology (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cytological properties of stromal cells derived from giant cell tumor of bone (GCTSC) which can induce osteoclast formation of human blood monocytes without cell to cell contact.
  • 著者名/発表者名: Nishimura, M., Yuasa, K., Mori, K., Miyamoto, N., Ito, M., Tsurudome, M., Nishio, M., Kawano, M., Komada, H., Ito, Y.
  • 雑誌名: Journal of Orthopaedic Research (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hideki Tsumura: "The targeted disruption of the CD98 gene results in embryonic lethality"Biochemical and Biophysical Research Communications. 308・4. 847-851 (2003)
• [文献書誌] Machiko Nishio: "Characterization of Sendai virus persistently infected L929 cells and Sendai virus pi strain : Recombinant Sendai viruses having Mpi protein shows lower cytotoxicity and are incapable of establishing persistent infection"Virology. 314・1. 110-124 (2003)
• [文献書誌] Yuji Kozuka: "Identification of amino acids essential for the human parainfluenza type 2 virus V protein to lower the intracellular levels of the STAT2"Virology. 317・2. 208-219 (2003)
• [文献書誌] Kouki Mori: "The functional interaction between CD98 and CD147 in regulation of virus-induced cell fusion and osteoclast formation"Medical Microbiology and Immunology. (in press).