HBV感染に対するCTLとNK細胞による免疫応答メカニズムの相違の解明

• 研究課題/領域番号: 21K08006
• 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53010:消化器内科学関連
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 柘植 雅貴 広島大学, 医系科学研究科(医), 准教授 (50448263)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: B型肝炎ウイルス / キメラマウス / 免疫寛容 / TRAIL-R3 / B型肝炎 / 免疫応答 / ヒト肝細胞キメラマウス / 抗ウイルス効果

研究開始時の研究の概要

最近、我々は、B型慢性肝炎において、細胞傷害性T細胞（CTL）優位の肝障害とNK細胞優位の肝障害が存在することを見出した。しかしながら、生体内でどのようにしてこの2種類の肝障害が選択・制御されているかについては不明であり、この機序を解明することで、よりB型慢性肝炎の病態制御に貢献できると考え、本研究を立案した。本研究では、これまで行ってきたHBV感染ヒト肝細胞内の遺伝子発現解析から生体内の免疫制御に関与する遺伝子を同定し、さらに、同定した標的遺伝子の発現を制御することで、CTL・NK細胞による肝障害の選択的な制御を行い、肝炎発症メカニズムの解明につなげる。

研究実績の概要

マウス肝細胞の90%以上がヒト肝細胞に置換されたヒト肝細胞キメラマウス（以下、キメラマウス）に、B型肝炎ウイルス（HBV）genotype Cキャリアから採取した血清を接種し、HBV持続感染キメラマウスを作製。非感染マウス、感染3日後、10日後、5週間後、8週後、32週後にマウス肝組織より採取したヒト肝細胞を用いて、ヒト肝細胞 の遺伝子発現を次世代シークエンサーにて解析。
非感染マウスの肝組織とHBV感染8週後のマウス肝組織における遺伝子発現の相違を検討した結果、両マウス群間で有意に発現が制御される225遺伝子が抽出され、microRNAやpseudo geneを除いた196遺伝子をHBV感染関連遺伝子として抽出した。
本研究では、HBV感染に伴う生体内のリンパ球への影響の解析が目的であったことから、遺伝子情報検索により28の膜蛋白と37の分泌蛋白に絞りこみ、リアルタイムPCRにて再現性を確認した後、さらなる解析を進めた。
NK細胞や細胞傷害性T細胞の活性化への関与が推定された遺伝子のうち、5つの遺伝子について機能解析を進め、その一つであるTRAIL-R3遺伝子のHBV感染との関連が明らかとなった。
TRAIL-R3は、転写開始点より上流-479～-969塩基の領域でHBV関連蛋白であるHBxにより転写活性化され、その転写活性化にはHBx蛋白によるはNuclear factor kappa B（NF-κB）経路の活性化が関与していることが明らかとなった。さらに、細胞内のTRAIL-R3発現が亢進することにより、HBV感染肝細胞におけるTRAIL誘導性アポトーシスの回避、HBV増殖の活性化が誘導されることで、HBVの宿主免疫回避、感染維持に寄与していることが明らかとなった。

研究成果

• [国際共同研究] Loyola University Chicago Medical Center(米国)
• [国際共同研究] Loyola University Medical Center(米国)
• [国際共同研究] Loyola University Medical Center/Loyola University Chicago(米国)
• [国際共同研究] Universite du Quebec a Montreal(カナダ)
• [国際共同研究] Goethe Universitat(ドイツ)
• [雑誌論文] Modeling suggests that virion production cycles within individual cells is key to understanding acute hepatitis B virus infection kinetics (2023)
  • 著者名/発表者名: Hailegiorgis Atesmachew、Ishida Yuji、Collier Nicholson、Imamura Michio、Shi Zhenzhen、Reinharz Vladimir、Tsuge Masataka、Barash Danny、Hiraga Nobuhiko、Yokomichi Hiroshi、Tateno Chise、Ozik Jonathan、Uprichard Susan L.、Chayama Kazuaki、Dahari Harel
  • 雑誌名: PLOS Computational Biology 巻: 19 号: 8 ページ: 1011309-1011309
  • DOI: 10.1371/journal.pcbi.1011309
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Correlation between serum pro‐inflammatory cytokine levels and the prognosis of the patients with acute liver failure (2023)
  • 著者名/発表者名: Murakami S, Uchida T, Imamura M, Suehiro Y, Namba M, Fujii Y, Uchikawa S, Teraoka Y, Fujino H, Ono A, Nakahara T, Murakami E, Okamoto W, Yamauchi M, Kawaoka T, Miki D, Hayes CN, Tsuge M, Ohira M, Ohdan H, Oka S.
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology and Hepatology 巻: 38 号: 9 ページ: 1637-1646
  • DOI: 10.1111/jgh.16300
  • 査読あり
• [雑誌論文] Factors for the recurrence of hepatocellular carcinoma after hepatic resection (2023)
  • 著者名/発表者名: Tsuge Masataka、Kawaoka Tomokazu、Oka Shiro
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 巻: 58 号: 3 ページ: 292-293
  • DOI: 10.1007/s00535-023-01962-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acute liver injury in a non-alcoholic fatty liver disease patient with chloroform exposure: a case report (2023)
  • 著者名/発表者名: Suehiro Yosuke、Uchida Takuro、Tsuge Masataka、Murakami Eisuke、Miki Daiki、Kawaoka Tomokazu、Imamura Michio、Aikata Hiroshi、Arihiro Koji、Oka Shiro
  • 雑誌名: Clinical Journal of Gastroenterology 巻: 16 ページ: 250-253
  • DOI: 10.1007/s12328-023-01760-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intranasal therapeutic vaccine containing HBsAg and HBcAg for patients with chronic hepatitis B; 18?months follow‐up results of phase IIa clinical study (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshida Osamu、Akbar Sheikh Mohammad Fazle、Imai Yusuke、Sanada Takahiro、Tsukiyama‐Kohara Kyoko、Miyazaki Takashi、Kamishita Taizou、Miyake Teruki、Tokumoto Yoshio、Hikita Hayato、Tsuge Masataka、Shimizu Masahito、Al Mahtab Mamun、Aguilar Julio Cesar、Guillen Gerardo、Kohara Michinori、Hiasa Yoichi
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: 53 号: 3 ページ: 196-207
  • DOI: 10.1111/hepr.13851
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The kinesin KIF4 mediates HBV/HDV entry through the regulation of surface NTCP localization and can be targeted by RXR agonists in vitro (2022)
  • 著者名/発表者名: Gad Sameh A.、Sugiyama Masaya、Tsuge Masataka、Wakae Kosho、Fukano Kento、Oshima Mizuki、Sureau Camille、Watanabe Noriyuki、Kato Takanobu、Murayama Asako、Li Yingfang、Shoji Ikuo、Shimotohno Kunitada、Chayama Kazuaki、Muramatsu Masamichi、Wakita Takaji、Nozaki Tomoyoshi、Aly Hussein H.
  • 雑誌名: PLOS Pathogens 巻: 18 号: 3 ページ: 1-26
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1009983
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hepatitis B Virus (HBV) Upregulates TRAIL-R3 Expression in Hepatocytes Resulting in Escape From Both Cell Apoptosis and Suppression of HBV Replication by TRAIL (2022)
  • 著者名/発表者名: Suehiro Yosuke、Tsuge Masataka、Kurihara Mio、Uchida Takuro、Fujino Hatsue、Ono Atsushi、Yamauchi Masami、Naswa Makokha Grace、Nakahara Takashi、Murakami Eisuke、Abe-Chayama Hiromi、Kawaoka Tomokazu、Miki Daiki、Imamura Michio、Aikata Hiroshi、Nelson Hayes C、Fujita Takashi、Chayama Kazuaki
  • 雑誌名: The Journal of Infectious Diseases 巻: 227 号: 5 ページ: 686-695
  • DOI: 10.1093/infdis/jiac044
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of an anti-hepatitis B virus preS1 antibody and usefulness of preS1 measurement for chronic hepatitis B patients (2022)
  • 著者名/発表者名: Hatooka Haruna、Shimomura Yumi、Imamura Michio、Teraoka Yuji、Morio Kei、Fujino Hatsue、Ono Atsushi、Nakahara Takashi、Murakami Eisuke、Yamauchi Masami、Kawaoka Tomokazu、Makokha Grace Naswa、Miki Daiki、Tsuge Masataka、Hiramatsu Akira、Abe-Chayama Hiromi、Hayes C. Nelson、Aikata Hiroshi、Tanaka Shinji、Chayama Kazuaki
  • 雑誌名: Journal of Infection 巻: 84 号: 3 ページ: 391-399
  • DOI: 10.1016/j.jinf.2021.12.025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serum miR-192-5p levels predict the efficacy of pegylated interferon therapy for chronic hepatitis B (2022)
  • 著者名/発表者名: Nagura Yoshihito、Matsuura Kentaro、Iio Etsuko、Fujita Koji、Inoue Takako、Matsumoto Akihiro、Tanaka Eiji、Nishiguchi Shuhei、Kang Jong-Hon、Matsui Takeshi、Enomoto Masaru、Ikeda Hiroki、Watanabe Tsunamasa、Okuse Chiaki、Tsuge Masataka、Atsukawa Masanori、Tateyama Masakuni、Kataoka Hiromi、Tanaka Yasuhito
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 17 号: 2 ページ: e0263844-e0263844
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0263844
  • 査読あり
• [雑誌論文] The association between hepatocarcinogenesis and intracellular alterations due to hepatitis B virus infection (2021)
  • 著者名/発表者名: Tsuge Masataka
  • 雑誌名: Liver International 巻: 41 号: 12 ページ: 2836-2848
  • DOI: 10.1111/liv.15065
  • 査読あり
• [雑誌論文] Are Humanized Mouse Models Useful for Basic Research of Hepatocarcinogenesis through Chronic Hepatitis B Virus Infection? (2021)
  • 著者名/発表者名: Tsuge Masataka
  • 雑誌名: Viruses 巻: 13 号: 10 ページ: 1920-1920
  • DOI: 10.3390/v13101920
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Serum PreS1 and HBsAg ratio reflects liver fibrosis and predicts the development of hepatocellular carcinoma in chronic hepatitis B patients (2021)
  • 著者名/発表者名: Nishida Y、Imamura M、Teraoka Y、Morio K、Fujino H、Ono A、Nakahara T、Murakami E、Yamauchi M、Kawaoka T、Miki D、Tsuge M、Hiramatsu A、Abe‐Chayama H、Hayes CN、Aikata H、Sasaki N、Sekiguchi T、Kinukawa H、Yoshimura T、Chayama K
  • 雑誌名: Journal of Viral Hepatitis 巻: 28 号: 9 ページ: 1304-1311
  • DOI: 10.1111/jvh.13557
  • 査読あり
• [雑誌論文] MafF is an antiviral host factor that suppresses transcription from Hepatitis B Virus core promoter (2021)
  • 著者名/発表者名: Ibrahim Marwa K.、Abdelhafez Tawfeek H.、Takeuchi Junko S.、Wakae Kosho、Sugiyama Masaya、Tsuge Masataka、Ito Masahiko、Watashi Koichi、El Kassas Mohamed、Kato Takanobu、Murayama Asako、Suzuki Tetsuro、Chayama Kazuaki、Shimotohno Kunitada、Muramatsu Masamichi、Aly Hussein H.、Wakita Takaji
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 「－」 号: 15
  • DOI: 10.1128/jvi.00767-21
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Understanding Hepatitis B Virus Dynamics and the Antiviral Effect of Interferon Alpha Treatment in Humanized Chimeric Mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Reinharz Vladimir、Ishida Yuji、Tsuge Masataka、Durso-Cain Karina、Chung Tje Lin、Tateno Chise、Perelson Alan S.、Uprichard Susan L.、Chayama Kazuaki、Dahari Harel
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 95 号: 14
  • DOI: 10.1128/jvi.00492-20
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Increasing incidence of non-HBV- and non-HCV-related hepatocellular carcinoma: single-institution 20-year study. (2021)
  • 著者名/発表者名: Nagaoki Y, Hyogo H, Ando Y, Kosaka Y, Uchikawa S, Nishida Y, Teraoka Y, Morio K, Fujino H, Ono A, Nakahara T, Murakami E, Yamauchi M, Okamoto W, Kawaoka T, Tsuge M, Hiramatsu A, Miki D, Imamura M, Takahashi S, Chayama K, Aikata H.
  • 雑誌名: BMC Gastroenterol. 巻: 21(1) 号: 1 ページ: 306-306
  • DOI: 10.1186/s12876-021-01884-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] インターフェロンによるB型肝炎ウイルス増殖抑制メカニズムに関する検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 柘植 雅貴
  • 雑誌名: Medical Science Digest 巻: 47 ページ: 43-46
• [学会発表] Analysis of HBsAg and cccDNA reduction by nucleotide analogue and pegylated interferon combination therapy (2024)
  • 著者名/発表者名: Masataka Tsuge
  • 学会等名: APASL2024 in Kyoto
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Evaluating the efficacy of pegylated IFN-λ and IFN-α treatments on HBV and HDV infections in humanized mice (2023)
  • 著者名/発表者名: Sarah Duehren, Takuro Uchida, Masataka Tsuge, Nobuhiko Hiraga, Abu Fahad Abbasi, Ohad Etzion, Jeffrey Glenn, Christopher Koh, Theo Heller, Scott J. Cotler, Kazuaki Chayama, Harel Dahari
  • 学会等名: AASLD 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Evaluating the efficacy of pegylated IFN-λ and IFN-α treatments on HBV and HDV infections in humanized mice (2023)
  • 著者名/発表者名: Takuro Uchida, Sarah Duehren, Masataka Tsuge, Nobuhiko Hiraga, Abu Fahad Abbasi, Ohad Etzion, Jeffrey Glenn, Christopher Koh, Theo Heller, Scott J. Cotler, Kazuaki Chayama, Harel Dahari
  • 学会等名: International HBV meeting 2023
  • 国際学会
• [学会発表] Alteration of gene expression after entecavir and pegylated interferon therapy in HBV infected chimeric mouse liver (2023)
  • 著者名/発表者名: Huarui Bao, Masataka Tsuge, Serami Murakami, Takuro Uchida, Atsushi Ono, C. Hayes Nelson, Shiro Oka
  • 学会等名: International HBV meeting 2023
  • 国際学会
• [学会発表] 核酸アナログ・PEG-IFN併用療法におけるHBsAg、cccDNA低下に関する検討 (2023)
  • 著者名/発表者名: 柘植雅貴、川上由育、岡 志郎
  • 学会等名: 第109回日本消化器病学会総会
• [学会発表] B型慢性肝疾患症例における核酸アナログ・ペグインターフェロン 併用療法の長期的経過およびcccDNA低下に関する検討 (2023)
  • 著者名/発表者名: 小坂 正成，藤野 初江，柘植 雅貴，山﨑 慎太郎， 矢野 成樹，白根 佑樹，上平 祐輔，村上 せらみ，三浦 崚一，鳴戸 謙輔， 吉川 ゆき，網岡 慶，小川 裕太郎，山岡 賢治，藤井 康智，内川 慎介， 大野 敦司，中原 隆志，村上 英介，河岡 友和，三木 大樹，岡 志郎
  • 学会等名: 日本抗ウイルス療法学会学術集会
• [学会発表] HBV感染におけるTRAIL-R3発現亢進による細胞内免疫回避機構の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 末廣洋介, 柘植雅貴, 岡 志郎
  • 学会等名: 第44回日本肝臓学会東部会
• [学会発表] Hepatitis B Virus Upregulates TRAIL-R3 Expression in Hepatocytes Resulting in Escape From Both Cell Apoptosis and Suppression of HBV Replication by TRAIL (2022)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Suehiro, Masataka Tsuge, Mio Kurihara, Takuro Uchida, Hatsue Fujino, Atsushi Ono, Masami Yamauchi, Grace Naswa Makokha, Takashi Nakahara, Eisuke Murakami, Hiromi Abe-Chayama, Tomokazu Kawaoka, Daiki Miki, Michio Imamura, Hiroshi Aikata, C. Nelson Hayes, Takashi Fujita, Kazuaki Chayama
  • 学会等名: AASLD2022
  • 国際学会
• [学会発表] Chronic hepatitis B (2022)
  • 著者名/発表者名: Masataka Tsuge
  • 学会等名: Seminar in Anhui Medical University
  • 招待講演
• [学会発表] 培養細胞、ヒト肝細胞キメラマウスを用いた肝炎ウイルス研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 柘植 雅貴
  • 学会等名: Tohoku Hepatology Research Meeting
  • 招待講演
• [学会発表] KIF4A, a new host factor required for surface localization of NTCP, and HBV/HDV infection (2021)
  • 著者名/発表者名: Gad SA, Sugiyama M, Tsuge M, Wakae K, Fukano K, Watanabe N, Kato T, Murayama A, Li Y, Shoji I, Shimotohno K, Chayama K, Muramatsu M, Wakita T, Nozaki T, Aly HH.
  • 学会等名: 2021 International HBV Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] HBV感染によるヒストン修飾と発癌との関連の検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 柘植 雅貴、竹内泰江、茶山一彰
  • 学会等名: 第57回日本肝臓学会総会 ワークショップ
• [学会発表] Entecavir投与中のB型慢性肝炎患者における血清オートタキシン濃度の変化と肝発がん予測への有用性 (2021)
  • 著者名/発表者名: 藤野初江、柘植 雅貴、茶山一彰
  • 学会等名: 第57回日本肝臓学会総会 パネルディスカッション
• [学会発表] エンテカビル治療B型慢性肝炎症例における 肝発癌・HBs抗原低下と血清サイトカインとの関連 (2021)
  • 著者名/発表者名: 柘植 雅貴、竹内泰江、茶山一彰
  • 学会等名: 第107回日本消化器病学会総会 シンポジウム
• [図書] 専門医のための消化器病学 第3版 (2021)
  • 著者名/発表者名: 柘植雅貴、茶山一彰
  • 総ページ数: 736
  • 出版者: 医学書院
  • ISBN: 9784260045797