B型肝炎ウイルスRNAの分解に関わる新規Nrf2-Prdx1経路の解析

• 研究課題/領域番号: 21K07040
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分49060:ウイルス学関連
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: デン リン 神戸大学, 医学研究科, 助教 (40437497)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: HBV / HBV RNA 分解 / Nrf2 / Prdx1 / HBV RNA分解 / B型肝炎ウイルス / HBx

研究開始時の研究の概要

B型肝炎ウイルス(HBV)は、ヒト肝細胞に感染し、慢性肝炎、肝硬変、肝細胞癌などを含む肝疾患を引き起こすが、現時点において、根本的な治療法は確立されておらず、HBVを体内から完全に排除することは不可能とされている。
最近我々は、HBVのXタンパク質 (HBx)の新規宿主結合因子として抗酸化酵素Peroxiredoxin 1 (Prdx1) を見出し、Prdx1がHBxに結合することにより、HBV RNA を分解へと導くことを報告した。従って、本研究では、申請者が世界に先駆けて見出した、「Prdx1を介したHBV RNAの新規分解機構」のより詳細なメカニズムを明らかにすることにより、HBV関連疾患に対する新たな治療戦略シーズへの可能性を提示することを目的とする。

研究実績の概要

B型肝炎ウイルス(HBV)は、ヒト肝細胞に感染し、慢性肝炎、肝硬変、肝細胞癌などを含む肝疾患を引き起こすが、現時点において、HBVを体内から完全に排除することは不可能とされている。本研究では、HBV RNAの新規分解機構の詳細なメカニズムを明らかにすることにより、HBV関連疾患に対する新たな治療戦略の可能性を提示することを目的としている。
申請者は以前、Prdx1の発現を誘導する転写因子Nrf2の過剰発現がHBV増殖を有意に抑制することを見出した（論文未発表）。そこで、令和4年度は、HBV感染によるNrf2経路の活性化、また、Nrf2によるHBVの増殖抑制機構について詳細に検討し、以下の成果を得た。(1) HBV感染およびHBxタンパク質の発現はNrf2タンパク質の安定化と活性化を亢進させることを明らかにした。(2) HBxが酸化ストレスセンサーであるKeap1のdouble-glycine repeat (DGR)ドメインを介してKeap1と相互作用することにより、Keap1-Nrf2相互作用を阻害することを明らかにした。(3) Nrf2はHBV core promoterに結合し、core promoter活性を阻害することにより、HBV複製を抑制することを明らかにした。(4) HBxがNrf2のK6型ポリユビキチン化を誘導することを見出し、さらに、HECT型E3ユビキチンリガーゼHUWE1がNrf2のK6型ポリユビキチン化に関与していることを明らかにした。以上のことから、HBV感染細胞において、Keap1はHBxと相互作用することにより、Nrf2の活性化を誘導し、活性化したNrf2がHBV core promoter活性を阻害することがNrf2によるHBVの増殖抑制メカニズムの一つであると考えられた。
これらの成果は、本研究の目的達成に向けた重要な知見であると考える。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

令和4年度の研究により、HBV感染によるNrf2の活性化およびNrf2によるHBVの増殖抑制の分子機構が明らかになった。この成果は、HBV感染に対する宿主の防御機構の全容解明に向け、大きく貢献できるものと考える。現在、得られた研究成果をJournal of Virologyに投稿し、各査読者のコメントに対応するための追加実験を行っているところである。

今後の研究の推進方策

HBV感染によるNrf2の活性化またNrf2によるHBVの増殖抑制について、今後以下の点について研究を進める。
(1) HBV感染細胞あるいはHBx発現細胞において、Nrf2のK6型ポリユビキチン化の亢進とNrf2　　の安定化および核移行との関連性について調べる。
(2) HBV感染細胞あるいはHBx発現細胞において、HUWE1がNrf2の活性化および安定化に及ぼす影響について調べる。
(3) HBV感染細胞おいて、Nrf2活性化剤がHBV 増殖に及ぼす影響について検討する。
(4) 転写因子Nrf2の標的遺伝子発現がHBV 増殖に及ぼす影響について検討する。

研究成果

• [雑誌論文] Complete genome analyses of G12P[8] rotavirus strains from hospitalized children in Surabaya, Indonesia, 2017-2018 (2023)
  • 著者名/発表者名: Laura Navika Yamani, Takako Utsumi, Yen Hai Doan, Yoshiki Fujii, Zayyin Dinana, Rury Mega Wahyuni, Emily Gunawan, Soegeng Soegijanto, Alpha Fardah Athiyyah, Subijanto Marto Sudarmo, Reza Gunadi Ranuh, Andy Darma, Soetjipto, Juniastuti, Rheza Gandi Bawono, Chieko Matsui, Lin Deng, etc.
  • 雑誌名: Journal of Medical Virology 巻: 95 号: 2
  • DOI: 10.1002/jmv.28485
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Hepatitis C Virus-Induced ROS/JNK Signaling Pathway Activates the E3 Ubiquitin Ligase Itch to Promote the Release of HCV Particles via Polyubiquitylation of VPS4A (2022)
  • 著者名/発表者名: Deng Lin、Liang Yujiao、Ariffianto Adi、Matsui Chieko、Abe Takayuki、Muramatsu Masamichi、Wakita Takaji、Maki Masatoshi、Shibata Hideki、Shoji Ikuo
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 96 号: 6 ページ: 1811-21
  • DOI: 10.1128/jvi.01811-21
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hepatitis C virus NS5A protein promotes the lysosomal degradation of diacylglycerol O-acyltransferase 1 (DGAT1) via endosomal microautophagy (2022)
  • 著者名/発表者名: Putu Yuliandari, Chieko Matsui, Lin Deng, Takayuki Abe, Hiroyuki Mori, Shuhei Taguwa, Chikako Ono, Takasuke Fukuhara, Yoshiharu Matsuura, Ikuo Shoji
  • 雑誌名: Autophagy Reports 巻: 1 号: 1 ページ: 264-285
  • DOI: 10.1080/27694127.2022.2095591
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Role of Chaperone-Mediated Autophagy in Hepatitis C Virus-Induced Pathogenesis (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsui Chieko、Yuliandari Putu、Deng Lin、Abe Takayuki、Shoji Ikuo
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 巻: 11 ページ: 1-8
  • DOI: 10.3389/fcimb.2021.796664
  • NAID: 120007184287
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] HERC5 E3 ligase mediates ISGylation of hepatitis B virus X protein to promote viral replication (2021)
  • 著者名/発表者名: Bawono Rheza Gandi、Abe Takayuki、Qu Mengting、Kuroki Daisuke、Deng Lin、Matsui Chieko、Ryo Akihide、Suzuki Tetsuro、Matsuura Yoshiharu、Sugiyama Masaya、Mizokami Masashi、Shimotohno Kunitada、Shoji Ikuo
  • 雑誌名: Journal of General Virology 巻: 102 号: 10
  • DOI: 10.1099/jgv.0.001668
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular epidemiology and genetic diversity of norovirus infection in children hospitalized with acute gastroenteritis in East Java, Indonesia in 2015?2019 (2021)
  • 著者名/発表者名: Utsumi Takako、Lusida Maria Inge、Dinana Zayyin、Wahyuni Rury Mega、Soegijanto Soegeng、Soetjipto、Athiyyah Alpha Fardah、Sudarmo Subijanto Marto、Ranuh Reza Gunadi、Darma Andy、Juniastuti、Ishii Koji、Shoji Ikuo et al.
  • 雑誌名: Infection, Genetics and Evolution 巻: 88 ページ: 104703-104703
  • DOI: 10.1016/j.meegid.2020.104703
  • NAID: 120006993632
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] NS5A-ISGylation via Lysine 26 Has a Critical Role for Efficient Propagation of Hepatitis C Virus Genotype 2a (2021)
  • 著者名/発表者名: Bawono Rheza Gandi, Abe Takayuki, Shibata Yasuaki, Matsui Chieko, Deng Lin, Shoji Ikuo.
  • 雑誌名: Kobe Journal of Medical Sciences 巻: 67
  • NAID: 120007169870
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Oxidative Stress Sensor Keap1 Recognizes HBx protein to Activate Nrf2/ARE Signaling Pathway, thereby Inhibiting Hepatitis B Virus Replication (2022)
  • 著者名/発表者名: Lin Deng, Adi Ariffianto, Chieko Matsui, Takayuki Abe, Masahiko Ito, Tetsuro Suzuki, Yoshiharu Matsuura, and Ikuo Shoji
  • 学会等名: 2022 APASL Single Topic Conference on Hepatocellular Carcinoma (2022 APASL STC on HCC)
  • 国際学会
• [学会発表] Oxidative stress sensor Keap1 recognizes HBx protein to activate Nrf2/ARE signaling pathway, thereby inhibiting hepatitis B virus replication (2022)
  • 著者名/発表者名: Lin Deng, Adi Ariffianto, Chieko Matsui, Takayuki Abe, Masahiko Ito, Tetsuro Suzuki, Yoshiharu Matsuura, and Ikuo Shoji
  • 学会等名: 2022 International HBV Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Oxidative stress sensor Keap1 recognizes HBx protein to activate Nrf2/ARE signaling pathway, thereby inhibiting hepatitis B virus replication (2022)
  • 著者名/発表者名: Adi Ariffianto, Lin Deng, Chieko Matsui, Takayuki Abe, Masahiko Ito, Tetsuro Suzuki, Yoshiharu Matsuura, and Ikuo Shoji
  • 学会等名: 第69回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] A novel bile acid derivative inhibits HBV infection via sodium taurocholate cotransporting polypeptide (2022)
  • 著者名/発表者名: GN Rsi Suwardana, Takayuki Abe, Kuroki Daisuke, Lin Deng, Chieko Matsui, Masafumi Ueda, Takahashi Okitsu, Manabu Hatano, Kunitada Shimotohno, Ikuo Shoji
  • 学会等名: 第69回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Hepatitis B virus X protein activates Nrf2/ARE signaling pathway to suppress viral replication. (2021)
  • 著者名/発表者名: Deng L, Ariffianto A, Liang Y, Matsui C, Abe T, Matsuura Y, Shoji I
  • 学会等名: 17th ISVHLD GHS (Global Hepatitis Summit)
  • 国際学会
• [学会発表] HCV NS3/4A protease cleaves SPG20 for formation of large lipid droplets. (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsui C, Yuliandari P, Deng L, Abe T, Shoji I
  • 学会等名: 27th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • 国際学会
• [学会発表] HCV-induced ROS/JNK signaling pathway activates the E3 ubiquitin ligase Itch to promote the release of HCV particles via polyubiquitylation of VPS4A. (2021)
  • 著者名/発表者名: Deng L, Liang Y, Ariffianto A, Matsui C, Abe T, Muramatsu M, Wakita T, Shibata H, Maki M, Shoji I.
  • 学会等名: 27th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • 国際学会
• [学会発表] Annexin 5 is involved in the formation of tight junction integrity and negatively regulate HCV propagation. (2021)
  • 著者名/発表者名: Abe T, Matsui C, Deng L, Matsuura Y, Shoji I
  • 学会等名: 27th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • 国際学会
• [学会発表] Hepatitis C Virus Infection Promotes the Lysosomal Degradation of Diacylglycerol O-acyltransferase 1 (DGAT1). (2021)
  • 著者名/発表者名: Yuliandari P, Matsui C, Deng L, Abe T, Shoji I
  • 学会等名: 27th International Symposium on Hepatitis C Virus and Related Viruses
  • 国際学会
• [学会発表] Activation of Nrf2/ARE signaling pathway upon hepatitis B virus infection exerts an inhibitory effect on viral replication (2021)
  • 著者名/発表者名: Ariffianto A, Deng L, Liang Y, Matsui C, Abe T, Matsuura Y, and Shoji I.
  • 学会等名: 2021 International HBV Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Screening for anti-hepatitis B virus activities using heterocyclic compounds and HBV-NanoLuc reporter gene. (2021)
  • 著者名/発表者名: Abe T, Kuroki D, Matsui C, Deng L, Takeda N, Yasui M, Ueda M, Okitsu T, Yamano Y, Hatano M, Shimotohno K, Shoji I.
  • 学会等名: 2021 International HBV Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Screening for anti-hepatitis B virus activities using heterocyclic compounds and HBV-NanoLuc reporter gene. (2021)
  • 著者名/発表者名: Abe T, Kuroki D, Matsui C, Deng L, Takeda N, Yasui M, Ueda M, Okitsu T, Yamano Y, Hatano M, Shimotohno K, Shoji I.
  • 学会等名: 17th ISVHLD GHS (Global Hepatitis Summit)
  • 国際学会
• [学会発表] 1.HCV-induced ROS/JNK signaling pathway activates the E3 ubiquitin ligase Itch to promote the release of HCV particles via polyubiquitylation of VPS4A. (2021)
  • 著者名/発表者名: Deng L, Liang Y, Ariffianto A, Matsui C, Abe T, Muramatsu M, Wakita T, Maki M, Shibata H, and Shoji I.
  • 学会等名: 第68回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Activation of Nrf2/ARE signaling pathway upon hepatitis B virus infection inhibits viral replication. (2021)
  • 著者名/発表者名: Ariffianto A, Deng L, Liang Y, Matsui C, Abe T, Matsuura Y, and Shoji I.
  • 学会等名: 第68回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Annexin 5 is involved in the formation of tight junction integrity and negatively regulate HCV propagation. (2021)
  • 著者名/発表者名: Abe T, Matsui C, Deng L, Matsuura Y, Shoji I.
  • 学会等名: 第68回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Hepatitis C Virus Infection Promotes the Lysosomal Degradation of Diacylglycerol O-acyltransferase 1 (DGAT1). (2021)
  • 著者名/発表者名: Yuliandari P, Matsui C, Deng L, Abe T, Shoji I
  • 学会等名: 第68回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] HCV NS3/4A protease cleaves SPG20 for formation of large lipid droplets. (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsui C, Yuliandari P, Deng L, Abe T, Shoji I.
  • 学会等名: 第68回日本ウイルス学会学術集会
• [備考] 鄧助教のHCV粒子放出に関する論文がJournal of Virologyにacceptされました。
  • URL: https://www.med.kobe-u.ac.jp/infcon/posts/news58.html
• [備考] 鄧助教の論文がJournal of VirologyのSpotlightに選ばれました。
  • URL: https://www.med.kobe-u.ac.jp/infcon/posts/news59.html
• [備考] 鄧助教の論文がJournal of Virologyにacceptされました。
  • URL: https://www.med.kobe-u.ac.jp/infcon/posts/news58.html