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汎フィロウイルス治療薬開発に向けたドライ-ウェット融合型研究基盤の構築

研究課題

研究課題/領域番号 20H03140
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
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

五十嵐 学  北海道大学, 人獣共通感染症国際共同研究所, 准教授 (10374240)

研究分担者 広川 貴次  筑波大学, 医学医療系, 教授 (20357867)
阿部 貴志  新潟大学, 自然科学系, 教授 (30390628)
松野 啓太  北海道大学, 人獣共通感染症国際共同研究所, 准教授 (40753306)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2021年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2020年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
キーワードフィロウイルス / エボラウイルス / マールブルグウイルス / 医薬分子設計 / 抗ウイルス薬 / 分子間相互作用 / 分子動力学 / 立体構造 / ペプチド / 分子動力学シミュレーション / インシリコ創薬 / 蛋白質間相互作用 / 分子設計 / 相互作用解析 / 生体生命情報学
研究開始時の研究の概要

エボラウイルス病等のフィロウイルス感染症に対する治療薬の開発が望まれている。しかし、フィロウイルスは最も危険度の高いウイルスとして位置づけられ、感染性ウイルスは高度安全実験(BSL4)施設でしか扱えない。このため、一部の機関でしか研究ができず、フィロウイルス全体に効果のある抗ウイルス薬の探索は十分に行われていない。本研究では、計算機解析と感染性ウイルスを用いない実験系を有機的に連携させ、汎フィロウイルス治療薬開発に資する研究基盤の構築を試みる。

研究成果の概要

本研究では、計算機解析と実験的手法を有機的に連携させて、フィロウイルスに広く効果を示す治療薬開発の研究基盤の構築を目的としている。一般にウイルス蛋白質が、宿主分子等と相互作用する機能領域は、抗ウイルス薬の標的になる可能性がある。本研究では、ウイルス蛋白質が持つ新たな相互作用/機能領域の探索手法の開発を行った。またフィロウイルスの蛋白質と宿主分子等との複合体構造を分子シミュレーションにより解析し、フィロウイルスに共通の薬剤標的部位を探索した。その結果、ウイルス表面糖蛋白質の受容体結合部位や核蛋白質上の複合体形成部位では、相互作用に重要なアミノ酸残基がフィロウイルス種間で高度に保存されていた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

フィロウイルスに含まれるエボラおよびマールブルグウイルスは、ヒトに致死率の高い感染症を引き起こす。しかし、これまで治療薬研究はザイールエボラウイルス種が主対象であり、フィロウイルス全般に効果のある抗ウイルス薬の探索は十分に行われていない。本研究で開発したインシリコおよび実験的手法や、本研究で予測・同定したフィロウイルスに共通の創薬標的部位に関する知見は、今後の汎フィロウイルス治療薬開発研究を支える重要な基盤となることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Structural and Energetic Basis for Differential Binding of Ebola and Marburg Virus Glycoproteins to a Bat-Derived Niemann-Pick C1 Protein2023

    • 著者名/発表者名
      Igarashi Manabu、Hirokawa Takatsugu、Takada Ayato
    • 雑誌名

      The Journal of Infectious Diseases

      巻: 228 号: Supplement_7 ページ: S479-S487

    • DOI

      10.1093/infdis/jiad120

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural insight into Marburg virus nucleoprotein?RNA complex formation2022

    • 著者名/発表者名
      Fujita-Fujiharu Yoko、Sugita Yukihiko、Takamatsu Yuki、Houri Kazuya、Igarashi Manabu、Muramoto Yukiko、Nakano Masahiro、Tsunoda Yugo、Taniguchi Ichiro、Becker Stephan、Noda Takeshi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1038/s41467-022-28802-x

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 特集 グローバル時代の新興再興感染症への科学的アプローチ Ⅲ.デング・ジカ・SFTS・出血熱へのアプローチ タンパク質の立体構造情報を活用した抗フィロウイルス薬の探索2021

    • 著者名/発表者名
      五十嵐 学
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 72 号: 4 ページ: 321-325

    • DOI

      10.11477/mf.2425201376

    • ISSN
      0370-9531, 1883-5503
    • 年月日
      2021-08-15
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural Insights into the Interaction of Filovirus Glycoproteins with the Endosomal Receptor Niemann-Pick C1: A Computational Study2021

    • 著者名/発表者名
      Igarashi Manabu、Hirokawa Takatsugu、Takadate Yoshihiro、Takada Ayato
    • 雑誌名

      Viruses

      巻: 13 号: 5 ページ: 913-913

    • DOI

      10.3390/v13050913

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Functional Importance of Hydrophobic Patches on the Ebola Virus VP35 IFN-Inhibitory Domain2021

    • 著者名/発表者名
      Kasajima N、Matsuno K、Miyamoto H、Kajihara M、Igarashi M、Takada A
    • 雑誌名

      Viruses

      巻: 13 号: 11 ページ: 2316-2316

    • DOI

      10.3390/v13112316

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Time-Series Trend of Pandemic SARS-CoV-2 Variants Visualized Using Batch-Learning Self-Organizing Map for Oligonucleotide Compositions2021

    • 著者名/発表者名
      Abe Takashi、Furukawa Ryuki、Iwasaki Yuki、Ikemura Toshimichi
    • 雑誌名

      Data Science Journal

      巻: 20 号: 1 ページ: 29-29

    • DOI

      10.5334/dsj-2021-029

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] マールブルグウイルス 核タンパク質-RNA複合体の構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      藤田陽子、杉田征彦、髙松由基、祝部和也、五十嵐学、角田優伍、村本裕紀子、中野雅博、野田岳志
    • 学会等名
      第68回日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Niemann-Pick C1のループ構造由来環状ペプチドによるフィロウイルス侵入阻害効果2021

    • 著者名/発表者名
      高橋侑嗣、高舘佳弘、宮本洋子、梶原将大、五十嵐学、高田礼人
    • 学会等名
      第68回日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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