フィロウイルスの宿主域決定における分子機構の解明ー自然宿主の同定を目指してー

• 研究課題/領域番号: 19J10604
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 審査区分: 小区分42020:獣医学関連
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 高舘 佳弘 北海道大学, 人獣共通感染症リサーチセンター, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2019-04-25 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円); 2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: フィロウイルス / Lloviu virus / コウモリ / レセプター / ウイルスの宿主特異性 / Filovirus

研究開始時の研究の概要

エボラウイルス等のフィロウイルス科に属するウイルスは人に重篤な出血熱を引き起こす病原体である。フィロウイルスの自然宿主として、コウモリが有力視されており、その宿主域決定因子が解明されてきている。一方、近年、コウモリ(シュライバーバット)から発見されたLloviu virus（LLOV：既知のフィロウイルスとは分子系統学的に異なる）の宿主域は不明なままである。当研究室の先行研究において、LLOVがある種のコウモリ由来培養細胞に宿主特異性を示す事が判明している。本研究では、ある種のコウモリ細胞が示すLLOVに対する宿主特異性を決定する分子機構を解明する。また、宿主となりうる動物種の探索も行う。

研究実績の概要

フィロウイルス科に属するエボラウイルス（EBOV）やマールブルグウイルス（MARV）は、人を含む霊長類動物に重篤な出血熱を引き起こす。フィロウイルスの自然宿主として、コウモリが有力視されている。近年、EBOVとMARVの宿主域が解明されてきている。一方、ヨーロッパの食虫コウモリ（Miniopterus schreibersii）から発見されたLloviu virus（LLOV: 既知のフィロウイルスとは分子系統学的に異なる新種のフィロウイルス）（Negredo et al, PLoS Pathog, 2011）の宿主域は不明なままであった。
フィロウイルスの表面糖蛋白質（GP）は細胞侵入を担う分子である。フィロウイルスのGPを纏ったシュードタイプウイルスを用いて、各種コウモリ由来の培養細胞のフィロウイルスに対する感受性を比較した結果、Miniopterus sp.由来の細胞株（SuBK12-08）はLLOVに対する感受性が顕著に高く、EBOVに対する感受性が低い事が判明した（Maruyama et al, J Virol, 2014）。本研究では、SuBK12-08細胞が示すLLOVに対する宿主特異性を決定する分子機構を解析した。
前年度より、GPとレセプターの相互作用に着目し、解析を行っている。令和2年度は、変異型のNiemann-Pick C1(NPC1)や変異型ウイルスを用いた実験を行うことで、LLOVの宿主域決定に関与する詳細な分子機構を解析した。その結果、NPC1の416番目のアミノ酸残基（リジン）がLLOVとEBOVに対する異なる細胞感受性に関与することが分かった。宿主域決定に関与するGPのアミノ酸残基も明らかになり、SuBK12-08細胞が示すLLOVに対する宿主特異性はNPC1のループ１構造とGPの相互作用によることが推測された。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Receptor-Mediated Host Cell Preference of a Bat-Derived Filovirus, Lloviu Virus (2020)
  • 著者名/発表者名: Takadate Yoshihiro、Manzoor Rashid、Saito Takeshi、Kida Yurie、Maruyama Junki、Kondoh Tatsunari、Miyamoto Hiroko、Ogawa Hirohito、Kajihara Masahiro、Igarashi Manabu、Takada Ayato
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 8 号: 10 ページ: 1530-1530
  • DOI: 10.3390/microorganisms8101530
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genetic and antigenic characterization of H5 and H7 avian influenza viruses isolated from migratory waterfowl in Mongolia from 2017 to 2019 (2020)
  • 著者名/発表者名: Ulaankhuu Ankhanbaata et al.
  • 雑誌名: Virus Genes 巻: 56 号: 4 ページ: 472-479
  • DOI: 10.1007/s11262-020-01764-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Surrogate Animal Model for Screening of Ebola and Marburg Glycoprotein-Targeting Drugs Using Pseudotyped Vesicular Stomatitis Viruses (2020)
  • 著者名/発表者名: Saito Takeshi、Maruyama Junki、Nagata Noriyo、Isono Mao、Okuya Kosuke、Takadate Yoshihiro、Kida Yurie、Miyamoto Hiroko、Mori-Kajihara Akina、Hattori Takanari、Furuyama Wakako、Ogawa Shinya、Iida Shigeru、Takada Ayato
  • 雑誌名: Viruses 巻: 12 号: 9 ページ: 923-923
  • DOI: 10.3390/v12090923
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Niemann-Pick C1 heterogeneity of bat cells controls filovirus tropism (2020)
  • 著者名/発表者名: Takadate Y, Kondoh T, Igarashi M, Maruyama J, Manzoor R, Ogawa H, Kajihara M, Furuyama W, Sato M, Miyamoto H, Yoshida R, Hill TE, Freiberg AN, Feldmann H, Marzi A, Takada A
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 30(2): 号: 2 ページ: 308-319
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2019.12.042
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular characterization and phylogenetic analysis of Trypanosoma spp. detected from striped leaf-nosed bats (Hipposideros vittatus) in Zambia (2019)
  • 著者名/発表者名: Qiu Yongjin、Kajihara Masahiro、Harima Hayato、Hang'ombe Bernard Mudenda、Nakao Ryo、Hayashida Kyoko、Mori-Kajihara Akina、Changula Katendi、Eto Yoshiki、Ndebe Joseph、Yoshida Reiko、Takadate Yoshihiro、Mwizabi Daniel、Kawabata Hiroki、Simuunza Martin、Mweene Aaron、Sawa Hirofumi、Takada Ayato、Sugimoto Chihiro
  • 雑誌名: International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife 巻: 9 ページ: 234-238
  • DOI: 10.1016/j.ijppaw.2019.04.009
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] コウモリ由来フィロウイルスであるLloviu virusの宿主域決定機構の解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 高舘佳弘
  • 学会等名: ウイルス学若手研究集会2020
• [学会発表] フィロウイルスに対するコウモリ由来細胞の感受性を決定する分子機構の解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 高舘佳弘、近藤達成、五十嵐学、丸山隼輝、Rashid MANZOOR、小川寛人、梶原将大、古山若呼、佐藤匡治、宮本洋子、吉田玲子、Terence HILL、Alexander N. FREIBERG、Heinz FELDMANN、Andrea MARZI、高田礼人
  • 学会等名: 9th Negative Strand Virus-Japan
• [学会発表] Niemann-Pick C1 heterogeneity of bat cells controls filovirus tropism (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Takadate, Tatsunari Kondoh, Manabu Igarashi, Junki Maruyama, Rashid Manzoor, Hirohito Ogawa, Masahiro Kajihara, Wakako Furuyama, Masahiro Sato, Hiroko Miyamoto, Reiko Yoshida, Terence E. Hill, Alexander N. Freiberg, Heinz Feldmann, Andrea Marzi, Ayato Takada
  • 学会等名: 部局横断シンポジウム「計算科学が拓く凡分野研究」