高病原性鳥インフルエンザウイルス出現阻止のための宿主因子の同定

• 研究課題/領域番号: 16K15041
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 獣医学
• 研究機関: 国立感染症研究所
• 研究代表者: 酒井 宏治 国立感染症研究所, ウイルス第三部, 主任研究官 (70515535)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: インフルエンザAウイルス / HA開裂 / 宿主プロテアーゼ / ウイルス変異 / TMPRSS2遺伝子欠損マウス / 高病原性化 / HA / 開裂 / 変異 / 野生水禽 / 家禽 / インフルエンザウイルス / プロテアーゼ / 高病原性 / 宿主域

研究成果の概要

野生水禽由来低病原性の鳥インフルエンザウイルス（IAV）が、TMPRSS2遺伝子欠損マウス（KOマウス）を用いて、TMPRSS2が必須の宿主因子であることを実証した。また、そのIAVが、KOマウス連続継代により、HAに２箇所のアミノ酸変異（HA開裂部位近傍の糖鎖欠失とHA開裂部位の塩基性アミノ酸へのアミノ酸置換）を伴い、KOマウス生体内で新たなプロテアーゼ利用能を獲得し、病原性を発現することを実証した。一方、野生水禽と家禽のTMPRSS2について、HA開裂に関わるプロテアーゼ機能に有意な差は認められなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

申請者は、高病原性IAV出現は、自然宿主である野生水禽と家禽化された鶏の生体内プロテアーゼ環境の違いがトリガーとなっているのではないかと推測した。しかし、野生水禽と家禽のTMPRSS2について、HA開裂に関わるプロテアーゼ機能に有意な差は認められなかった。
一方、遺伝子欠損マウスを用いた生体内プロテアーゼ環境の違いから、野生水禽由来低病原性のIAVが、変異により、新たなプロテアーゼを利用出来ることを実証できたが、これまで報告されている全ての高病原性IAV認められる塩基性アミノ酸の挿入ではなかった。また、HA開裂部位近傍の糖鎖欠失を伴う変異だけでも、新たなプロテアーゼを利用出来ることを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] 宿主プロテアーゼTMPRSS2とインフルエンザウイルス (2018)
  • 著者名/発表者名: 酒井宏治
  • 雑誌名: 獣医畜産新報 巻: 6月号
• [雑誌論文] TMPRSS2 Independency for Haemagglutinin Cleavage In Vivo Differentiates Influenza B Virus from Influenza A Virus. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakai K, Ami Y, Nakajima N, Nakajima K, Kitazawa M, Anraku M, Takayama I, Sangsriratanakul N, Komura M, Sato Y, Asanuma H, Takashita E, Komase K, Takehara K, Tashiro M, Hasegawa H, Odagiri T, Takeda M.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 29430-29430
  • DOI: 10.1038/srep29430
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 宿主プロテアーゼとインフルエンザウイルス (2020)
  • 著者名/発表者名: 酒井宏治
  • 学会等名: 文部科学省新学術領域研究・学術研究支援基盤形成 先端モデル動物支援プラットフォーム 成果発表会、ワークショップ
  • 招待講演
• [学会発表] インフルエンザウイルスのHA開裂部位近傍の糖鎖欠損と新たな宿主プロテアーゼ利用能の獲得機序の解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 酒井宏治
  • 学会等名: 9th Negative Strand Virus-Japan Symposium
• [学会発表] Role of an oligosaccharide in the hemagglutinin protein on protease tropism of H3N2 influenza A virus. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kouji Sakai, Naoya Nagata, Kimie Nomura, Takashi Irie, Kazuaki takehara, Hiroaki Kanda, Yasushi Ami
  • 学会等名: 第67回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] インフルエンザウイルスのHA開裂部位近傍の糖鎖欠損と新たなプロテアーゼ利用能の獲得 (2019)
  • 著者名/発表者名: 酒井宏治、永田直也、入江 崇、竹原 一明、網康至
  • 学会等名: 第161回日本獣医学会学術集会
• [学会発表] 変異型H3N2インフルエンザウイルスの生体内での膜蛋白質開裂機構の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 酒井宏治、永田直也、野村起美恵、入江崇、竹原一明、神田浩明、網康至
  • 学会等名: 第33回インフルエンザ研究者交流の会シンポジウム
• [学会発表] 生体における呼吸器ウイルスの膜蛋白質開裂機構の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 酒井宏治、永田直也、野村起美恵、入江崇、竹原一明、神田浩明、網康至
  • 学会等名: 第66回日本実験動物学会
• [学会発表] Role of an oligosaccharide in the hemagglutinin protein on the pathogenesis of H3N2 influenza A virus. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kouji Sakai, Naoya Nagata, Kimie Nomura, Takashi Irie, Kazuaki Takehara, Hiroaki Kanda, Yasushi Ami
  • 学会等名: The 1st Influenza and other Infections
  • 国際学会
• [学会発表] Role of an oligosaccharide in the hemagglutinin protein on the pathogenesis of H3N2 influenza A virus. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kouji Sakai, Naoya Nagata, Kimie Nomura, Takashi Irie, Kazuaki Takehara, Hiroaki Kanda, Yasushi Ami,
  • 学会等名: The 1st Influenza and other Infections
  • 国際学会
• [学会発表] 変異型インフルエンザウイルスH3N2のHA開裂におけるTMPRSS2利用能と病原性解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 酒井宏治、永田直也、須崎百合子、竹原一明、網康至
  • 学会等名: 第161回日本獣医学会学術集会
• [学会発表] インフルエンザウイルスと宿主プロテアーゼTMPRSS2 (2017)
  • 著者名/発表者名: 酒井宏治
  • 学会等名: 第8回「SENRIの会」
  • 招待講演
• [学会発表] 宿主プロテアーゼTMPRSS2とインフルエンザウイルス (2017)
  • 著者名/発表者名: 酒井宏治
  • 学会等名: 第160回日本獣医学会学術集会 微生物分科会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Roles of TMPRSS2 in human metapneumovirus infection (2016)
  • 著者名/発表者名: SANGSRIRATANAKUL Natthanan、Kouji Sakai、Miyuki Komura、Masaki Anraku、Katsuhiro Komase、Kazuaki Takehara、Makoto Takeda
  • 学会等名: 第64回 日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 北海道札幌市
  • 年月日: 2016-10-23
• [学会発表] インフルエンザウイルスのマウス水平感染モデル作出の試み (2016)
  • 著者名/発表者名: Nathanan Sangsriratnakul、酒井宏治、古村みゆき、駒瀬勝啓、竹原一明、竹田誠
  • 学会等名: 第159回 日本獣医学会学術集会
  • 発表場所: 神奈川県藤沢市
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] サルとヒトの犬ジステンパーウイルスへの感受性の違いを決める受容体上のアミノ酸置換の同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 古村みゆき、酒井宏治、Nathanan Sangsriratnaku、網康至、山口良二、駒瀬勝啓、竹原一明、竹田誠
  • 学会等名: 第159回 日本獣医学会学術集会
  • 発表場所: 神奈川県藤沢市
  • 年月日: 2016-09-06
• [学会発表] 野生水禽由来H7N1のマウスでの病原性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 酒井宏治、竹田誠
  • 学会等名: 第30回 インフルエンザ研究者交流の会シンポジウム
  • 発表場所: 山形県山形市
  • 年月日: 2016-06-23
• [学会発表] 呼吸器病ウイルスの病原性発現に関わる宿主プロテアーゼTMPRSS2の意義 (2016)
  • 著者名/発表者名: 酒井宏治、中島典子、駒瀬勝啓、竹田誠
  • 学会等名: 第57回 日本臨床ウイルス学会
  • 発表場所: 福島県郡山市
  • 年月日: 2016-06-18
• [学会発表] インフルエンザウイルスのHAストーク領域糖鎖欠失とプロテアーゼ特異性の変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 酒井宏治、竹田誠
  • 学会等名: 第57回 日本臨床ウイルス学会
  • 発表場所: 福島県郡山市
  • 年月日: 2016-06-18
  • 招待講演
• [備考] 国立感染症研究所年報
  • URL: https://www.niid.go.jp/niid/ja/anual.html
• [備考] 国立感染症研究所 ウイルス第三部
  • URL: https://www.niid.go.jp/niid/ja/from-vir3.html
• [備考] researchmap
  • URL: https://researchmap.jp/read0091853/
• [備考] 国立感染症研究所 ウイルス第三部 HP
  • URL: https://www.niid.go.jp/niid/ja/from-vir3.html
• [備考] 国立感染症研究所 ウイルス第３部 平成２８年度年報
  • URL: https://www.niid.go.jp/niid/images/annual/h28/201603.pdf