遺伝子操作系を用いたロタウイルス感染性および病原性の獲得機構の解明

• 研究課題/領域番号: 15K08505
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ウイルス学
• 研究機関: 藤田医科大学
• 研究代表者: 河本 聡志 藤田医科大学, 医学部, 准教授 (60367711)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: ロタウイルス / リバースジェネティクス / 11-plasmid system / NSP2, NSP5 / ヒトロタウイルスの人工合成 / NSP2とNSP5をコードするプラスミド量

研究成果の概要

ロタウイルスは、地球規模で20万人以上の乳幼児死亡の原因となっている嘔吐下痢症の病原体である。任意の組換えロタウイルスを人工合成することは、新規ロタウイルスワクチンの開発のみならず、腸管指向性ウイルスベクターの開発にもつながる。ヘルパーウイルスを必要としない完全なリバースジェネティクス系の開発に取り組み、大阪大学のグループとの共同研究により、全11本のゲノム分節が全てcDNA由来の感染性ロタウイルスを人工合成する技術の開発に成功した。さらに、ロタウイルスゲノムをコードする11本のプラスミドのみから、しかも効率良くロタウイルスを人工合成する方法の開発にも成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本技術は、生体における安全性がいまだ確認されていない、動物ウイルス由来蛋白質等を用いることなく、ロタウイルスの人工合成を可能とするので、ロタウイルス増殖機序や病原性発現機構の解明といった基礎研究のみならず、安全性に優れた、次世代ワクチン、新規な腸管細胞への外来遺伝子の伝達技術の開発といった臨床応用での有用性につながる。この新規の手法では、ロタウイルスゲノムをコードする11本のプラスミドを用いるのみであり、簡便かつ安全であり、高効率である点など、実用性の高い手法である。

研究成果

• [雑誌論文] Generation of infectious recombinant human rotaviruses from just 11 cloned cDNAs encoding the rotavirus genome (2019)
  • 著者名/発表者名: Komoto S, Fukuda S, Kugita M, Hatazawa R, Koyama C, Katayama K, Murata T, Taniguchi K.
  • 雑誌名: J Virol. 巻: 93(8) 号: 8
  • DOI: 10.1128/jvi.02207-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of recombinant rotaviruses expressing fluorescent proteins using an optimized reverse genetics system (2018)
  • 著者名/発表者名: Komoto S, Fukuda S, Ide T, Ito N, Sugiyama M, Yoshikawa T, Murata T, Taniguchi K.
  • 雑誌名: J Virol 巻: Epub ahead of print 号: 13
  • DOI: 10.1128/jvi.00588-18
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reverse Genetics System Demonstrates that Rotavirus Nonstructural Protein NSP6 Is Not Essential for Viral Replication in Cell Culture (2017)
  • 著者名/発表者名: Komoto S, Kanai Y, Fukuda S, Kugita M, Kawagishi T, Ito N, Sugiyama M, Matsuura Y, Kobayashi T, Taniguchi K.
  • 雑誌名: J Virol 巻: 91(21) 号: 21
  • DOI: 10.1128/jvi.00695-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and characterization of a human G9P[23] rotavirus strain from a child with diarrhoea in Thailand: evidence for porcine-to-human interspecies transmission (2017)
  • 著者名/発表者名: Komoto S, Tacharoenmuang R, Guntapong R, Ide T, Sinchai P, Upachai S, Fukuda S, Yoshikawa T, Tharmaphornpilas P, Sangkitporn S, Taniguchi K.
  • 雑誌名: J Gen Virol 巻: Epub ahead of print 号: 4 ページ: 532-538
  • DOI: 10.1099/jgv.0.000722
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Oral administration of Bifidobacterium bifidum G9-1 alleviates rotavirus gastroenteritis through regulation of intestinal homeostasis by inducing mucosal protective factors (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawahara T, Makizaki Y, Oikawa Y, Tanaka Y, Maeda A, Shimakawa M, Komoto S, Moriguchi K, Ohno H, Taniguchi K
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12(3) 号: 3 ページ: 1-22
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0173979
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Burden of Rotavirus and Enteric Bacterial Pathogens among Children under 5 Years of Age Hospitalized with Diarrhea in Suburban and Rural Areas in Kenya (2017)
  • 著者名/発表者名: Shah M, Odoyo E, Wandera EA, Bundi M, Miringu G, Guyo S, Kathiiko C, Galata A, Komoto S, Nyangao J, Karama M, Tsuji T, Taniguchi K, Morita K, Ichinose Y
  • 雑誌名: Japanese Journal of Infectious Diseases 巻: 70 号: 4 ページ: 442-447
  • DOI: 10.7883/yoken.JJID.2016.398
  • NAID: 130005851917
  • ISSN: 1344-6304, 1884-2836
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Entirely plasmid-based reverse genetics system for rotaviruses (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanai Y, Komoto S, Kawagishi T, Nouda R, Nagasawa N, Onishi M, Matsuura Y, Taniguchi K, Kobayashi T.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 114 号: 9 ページ: 2349-2354
  • DOI: 10.1073/pnas.1618424114
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rotavirus vaccine strain transmission by vaccinated infants in the foster home (2017)
  • 著者名/発表者名: Miura H, Kawamura Y, Sugata K, Koshiyama N, Yoshikawa A, Komoto S, Taniguchi K, Ihira M, Yoshikawa T
  • 雑誌名: J Med Virol 巻: 89(1) 号: 1 ページ: 79-84
  • DOI: 10.1002/jmv.24613
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] redominant prevalence of human rotaviruses with the G1P[8] and G8P[8] genotypes with a short RNA profile in 2013 and 2014 in Sukhothai and Phetchaboon provinces, Thailand. (2017)
  • 著者名/発表者名: Guntapong R, Tacharoenmuang R, Singchai P, Upachai S, Sutthiwarakom K, Komoto S, Tsuji T, Tharmaphornpilas P, Yoshikawa T, Sangkitporn S, Taniguchi K.
  • 雑誌名: J Med Virol. 巻: 89 号: 4 ページ: 615-620
  • DOI: 10.1002/jmv.24669
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Monthly Distribution of Norovirus and Sapovirus Causing Viral Gastroenteritis in Thailand (2017)
  • 著者名/発表者名: Pongsuwanna Y, Tacharoenmuang R, Prapanpoj M, Sakon N, Komoto S, Guntapong R, Taniguchi K.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Infectious Diseases 巻: 70 号: 1 ページ: 84-86
  • DOI: 10.7883/yoken.JJID.2015.440
  • NAID: 130005296280
  • ISSN: 1344-6304, 1884-2836
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Full Genome Characterization of Novel DS-1-Like G8P[8] Rotavirus Strains that Have Emerged in Thailand: Reassortment of Bovine and Human Rotavirus Gene Segments in Emerging DS-1-Like Intergenogroup Reassortant Strains (2016)
  • 著者名/発表者名: Tacharoenmuang R, Komoto S, Guntapong R, Ide T, Sinchai P, Upachai S, Yoshikawa T, Tharmaphornpilas P, Sangkitporn S, Taniguchi K
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11(11) 号: 11 ページ: e0165826-e0165826
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0165826
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Whole genomic analysis of bovine group A rotavirus strains A5-10 and A5-13 provides evidence for close evolutionary relationship with human rotaviruses (2016)
  • 著者名/発表者名: Komoto S, Pongsuwanna Y, Tacharoenmuang R, Guntapong R, Ide T, Higo-Moriguchi K, Tsuji T, Yoshikawa T, Taniguchi K
  • 雑誌名: Vet Microbiol 巻: 195 ページ: 37-57
  • DOI: 10.1016/j.vetmic.2016.09.003
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular Epidemiology of Rotavirus Gastroenteritis in Central Kenya Before Vaccine Introduction (2016)
  • 著者名/発表者名: Ernest A. Wandera, Shah Mohammad, Satoshi Komoto, Yoshimasa Maeno, James Nyangao, Tomihiko Ide, Cyrus Kathiiko, Erick Odoyo, Takao Tsuji, Koki Taniguchi,* and Yoshio Ichinose
  • 雑誌名: Journal of Medical Virology 巻: 89 号: 5 ページ: 809-817
  • DOI: 10.1002/jmv.24691
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Whole genome sequences of Japanese porcine species C rotaviruses reveal a high diversity of genotypes of individual genes and will contribute to a comprehensive, generally accepted classification system (2016)
  • 著者名/発表者名: Niira K, Ito M, Masuda T, Saitou T, Abe T, Komoto S, Sato M, Yamasato H, Kishimoto M, Naoi Y, Sano K, Tuchiaka S, Okada T, Omatsu T, Furuya T, Aoki H, Katayama Y, Oba M, Shirai J, Taniguchi K, Mizutani T, Nagai M
  • 雑誌名: Infect Genet Evol 巻: 44 ページ: 106-13
  • DOI: 10.1016/j.meegid.2016.06.041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Whole genomic analysis of human and bovine G8P[1] rotavirus strains isolated in Nigeria provides evidence for direct bovine-to-human interspecies transmission (2016)
  • 著者名/発表者名: Komoto S, Adah MI, Ide T, Yoshikawa T, Taniguchi K
  • 雑誌名: Infect Genet Evol 巻: 43 ページ: 424-33
  • DOI: 10.1016/j.meegid.2016.06.023
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Reassortment of Human and Animal Rotavirus Gene Segments in Emerging DS-1-Like G1P[8] Rotavirus Strains (2016)
  • 著者名/発表者名: Komoto S, Tacharoenmuang R, Guntapong R, Ide T, Tsuji T, Yoshikawa T, Tharmaphornpilas P, Sangkitporn S, Taniguchi K.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11(2) 号: 2 ページ: e0148416-e0148416
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0148416
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High Prevalence of G12 Human Rotaviruses in Children with Gastroenteritis in Myanmar (2016)
  • 著者名/発表者名: Ide T, Higo-Moriguchi K, Komoto S, Htun KW, Myint YY, Myat TW, Thant KZ, Thu HM, Win MM, Oo HN, Htut T, Rahman S, Nguyen SV, Umeda K, Oguma K, Tsuji T, Taniguchi K.
  • 雑誌名: Japanese Journal of Infectious Diseases 巻: 69 号: 4 ページ: 326-327
  • DOI: 10.7883/yoken.JJID.2015.267
  • NAID: 130005165482
  • ISSN: 1344-6304, 1884-2836
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Emergence and Characterization of Unusual DS-1-Like G1P[8] Rotavirus Strains in Children with Diarrhea in Thailand (2015)
  • 著者名/発表者名: Komoto S, Tacharoenmuang R, Guntapong R, Ide T, Haga K, Katayama K, Kato T, Ouchi Y, Kurahashi H, Tsuji T, Sangkitporn S, Taniguchi K.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10(11) 号: 11 ページ: 1-22
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0141739
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Whole Genomic Analysis of an Unusual Human G6P[14] Rotavirus Strain Isolated from a Child with Diarrhea in Thailand: Evidence for Bovine-To-Human Interspecies Transmission and Reassortment Events (2015)
  • 著者名/発表者名: Tacharoenmuang R, Komoto S, Guntapong R, Ide T, Haga K, Katayama K, Kato T, Ouchi Y, Kurahashi H, Tsuji T, Sangkitporn S, Taniguchi K.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10(9) 号: 9 ページ: 1-23
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0139381
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Whole genomic analysis of human G12P[6] and G12P[8] rotavirus strains that have emerged in Myanmar. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ide T, Komoto S, Higo-Moriguchi K, Htun KW, Myint YY, Myat TW, Thant KZ, Thu HM, Win MM, Oo HN, Htut T, Wakuda M, Dennis FE, Haga K, Fujii Y, Katayama K, Rahman S, Nguyen SV, Umeda K, Oguma K, Tsuji T, Taniguchi K.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 10 号: 5 ページ: 1-24
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0124965
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Development of efficient and simple reverse genetics system based on only rotavirus cDNAs (2018)
  • 著者名/発表者名: Fukuda S, Ide T, Ito N, Sugiyama M, Yoshikawa T, Murata T, Taniguchi K, Komoto S.
  • 学会等名: 第66回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] ロタウイルスのリバースジェネティクス (2017)
  • 著者名/発表者名: 河本聡志
  • 学会等名: ウイルス性下痢症研究会第29回学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Rotavirus non-structural protein NSP6 is not essential for viral replication in cell culture (2017)
  • 著者名/発表者名: Fukuda S, Komoto S, Kanai Y, Kugita M, Kawagishi T, Ide T, Ito N, Sugiyama M, Matsuura Y, Kabayashi T, Taniguchi K.
  • 学会等名: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Generation of recombinant monoreassortant rotaviruses having human strain-derived gene segments (2017)
  • 著者名/発表者名: Komoto S, Fukuda S, Ide T, Kanai Y, Kawagishi T, Matsuura Y, Kobayashi T, Taniguchi K.
  • 学会等名: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Emergence of unusual DS-1-like G8P[8] rotavirus strains in Thailand (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Komoto, Tomihiko Ide, Ratana Tacharoenmuang, Ratigorn Guntapong, Saori Fukuda, Takao Tsuji, Tetsushi Yoshikawa, Piyanit Tharmaphornpilas, Somchai Sangkitporn, Koki Taniguchi
  • 学会等名: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-10-23
• [学会発表] Full genomic analysis of Nigerian human and bovine G8P[1] rotairuses provides evidence for direct bovine-to-human interspecies transmission (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomihiko Ide, Satoshi Komoto, Adah Mohammed Ignatius, Saori Fukuda, Koki Taniguchi
  • 学会等名: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-10-23
• [学会発表] Oral administration of Bifidobacterium bifidum G9-1 alleviates rotavirus gastroenteritis in sucking mice (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Kawahara, Yutaka Makizaki, Yosuke Oikawa, Yoshiki Tanaka, Masaki Shimakawa, Satoshi Komoto, Kyoko Moriguchi, Hiroshi Ohno, Koki Taniguchi
  • 学会等名: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-10-23
• [学会発表] Rotavirus genomic rearrangement impairs packaging efficiency into progeny viruses despite does not confer growth disadvantage to viruses (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Komoto, Tomihiko Ide, Koki Taniguchi.
  • 学会等名: 第63回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2015-11-22
• [学会発表] Characterization of an unusual human G6P[14] rotavirus strain identified from a child with diarrhea in Thailand (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomihiko Ide, Satoshi Komoto, Kei Haga, Kazuhiko Katayama, Takao Tsuji, Koki Taniguchi.
  • 学会等名: 第63回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2015-11-22