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腸管オルガノイドのヒトノロウイルス感受性に関与する因子の同定

研究課題

研究課題/領域番号 21K08496
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54030:感染症内科学関連
研究機関北里大学

研究代表者

芳賀 慧  北里大学, 感染制御科学府, 講師 (80528373)

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 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードノロウイルス / 腸管オルガノイド / ヒトノロウイルス / オルガノイド / ウイルス性胃腸炎
研究開始時の研究の概要

ヒトノロウイルスは、ウイルス性胃腸炎の原因として広く知られている。ヒトの体内ではよく増え感染性も非常に強いが、培養細胞を用いて増やすことは困難であった。近年、小腸から採取し試験管内で分化能を維持したまま増殖させることが可能なヒト腸管オルガノイド(HEO)細胞を用いることで、ヒトノロウイルスを増やすことが可能となった。しかしなぜこのHEO細胞でノロウイルスが増殖できるのかは未だ不明である。そこで本研究では、ヒトノロウイルスの感受性に関わるHEO細胞の宿主因子を同定することを試みる。

研究成果の概要

本研究では、ヒトノロウイルスに感受性があるヒト腸管オルガノイド(HIO)の感染機構について調べた。フコース転移酵素2(FUT2)遺伝子を欠失すると感受性が消失することから、HIOの細胞表面上に特異的に発現している分子が感受性に関与していると推察した。そこで、ウイルス様中空粒子(VLP)に結合する分子を、HIOとFUT2遺伝子をノックアウトしたHIO(HIO-FUT2KO)で網羅的に比較した。また、ヒトノロウイルスが感染したHIOだけを集めて、それらの細胞群で特異的に発現しているタンパク質を網羅的に解析した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒトノロウイルスは、その存在が発見されて以来半世紀ほど、ヒトの体内以外で増やすことができなかった。2016年にHIOを用いて感染複製することが見出されたが、HIOの培養は、取り扱いが通常の細胞培養株に比べ煩雑でありコストも高い。それに加え、ノロウイルスの増殖量も約1000倍程度と増えが悪く、ウイルス研究を行う上では不十分である。よって、HIOのヒトノロウイルス感受性の仕組みを理解することは、これらの問題を解決する糸口となり、より良い培養系の確立につながる。十分なヒトノロウイルスを確保することができる系を作製できれば、ワクチン研究や創薬研究などが可能となる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Production of infectious reporter murine norovirus by VP2 trans-complementation2024

    • 著者名/発表者名
      Ishiyama Ryoka、Yoshida Kazuhiro、Oikawa Kazuki、Takai-Todaka Reiko、Kato Akiko、Kanamori Kumiko、Nakanishi Akira、Haga Kei、Katayama Kazuhiko
    • 雑誌名

      Journal of Virology

      巻: 98 号: 2

    • DOI

      10.1128/jvi.01261-23

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Generation of CRISPR-Cas9-mediated genetic knockout human intestinal tissue?derived enteroid lines by lentivirus transduction and single-cell cloning2022

    • 著者名/発表者名
      Lin Shih-Ching、Haga Kei、Zeng Xi-Lei、Estes Mary K.
    • 雑誌名

      Nature Protocols

      巻: 17 号: 4 ページ: 1004-1027

    • DOI

      10.1038/s41596-021-00669-0

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Luciferase‐based quantification of membrane fusion induced by SARS‐CoV‐2 S protein2022

    • 著者名/発表者名
      Haga Kei、Takai‐Todaka Reiko、Sawada Akihito、Katayama Kazuhiko
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 27 号: 8 ページ: 537-543

    • DOI

      10.1111/gtc.12945

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genotype-dependent kinetics of enterovirus inactivation by free chlorine and ultraviolet (UV) irradiation2022

    • 著者名/発表者名
      Torii Shotaro、Corre Marie-Helene、Miura Fuminari、Itamochi Masae、Haga Kei、Katayama Kazuhiko、Katayama Hiroyuki、Kohn Tamar
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 220 ページ: 118712-118712

    • DOI

      10.1016/j.watres.2022.118712

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental Adaptation of Murine Norovirus to Calcium Hydroxide2022

    • 著者名/発表者名
      Oishi Wakana、Sato Mikiko、Kubota Kengo、Ishiyama Ryoka、Takai-Todaka Reiko、Haga Kei、Katayama Kazuhiko、Sano Daisuke
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 13 ページ: 848439-848439

    • DOI

      10.3389/fmicb.2022.848439

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 腸管由来オルガノイドを用いたヒトノロウイルス研究2022

    • 著者名/発表者名
      芳賀慧 戸高玲子 片山和彦
    • 雑誌名

      臨床とウイルス

      巻: 50 ページ: 60-64

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Direct derivation of human alveolospheres for SARS-CoV-2 infection modeling and drug screening2021

    • 著者名/発表者名
      Ebisudani Toshiki、Sugimoto Shinya、Haga Kei、Mitsuishi Akifumi、Takai-Todaka Reiko、Fujii Masayuki、Toshimitsu Kohta、Hamamoto Junko、Sugihara Kai、Hishida Tomoyuki、Asamura Hisao、Fukunaga Koichi、Yasuda Hiroyuki、Katayama Kazuhiko、Sato Toshiro
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 35 号: 10 ページ: 109218-109218

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.109218

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nasal delivery of single-domain antibody improves symptoms of SARS-CoV-2 infection in an animal model2021

    • 著者名/発表者名
      Haga Kei、Takai-Todaka Reiko、Matsumura Yuta、Song Chihong、Takano Tomomi、Tojo Takuto、Nagami Atsushi、Ishida Yuki、Masaki Hidekazu、Tsuchiya Masayuki、Ebisudani Toshiki、Sugimoto Shinya、Sato Toshiro、Yasuda Hiroyuki、Fukunaga Koichi、Sawada Akihito、Nemoto Naoto、Murata Kazuyoshi、Morimoto Takuya、Katayama Kazuhiko
    • 雑誌名

      PLOS Pathogens

      巻: 17 号: 10 ページ: 1009542-1009542

    • DOI

      10.1371/journal.ppat.1009542

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of the Heterogeneity in Free Chlorine, UV254, and Ozone Susceptibilities Among Coxsackievirus B5 on the Prediction of the Overall Inactivation Efficiency2021

    • 著者名/発表者名
      Torii Shotaro、Miura Fuminari、Itamochi Masae、Haga Kei、Katayama Kazuhiko、Katayama Hiroyuki
    • 雑誌名

      Environmental Science & Technology

      巻: 55 号: 5 ページ: 3156-3164

    • DOI

      10.1021/acs.est.0c07796

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Neonatal Fc receptor works as a classical human astrovirus receptor2024

    • 著者名/発表者名
      Kei Haga
    • 学会等名
      The Joint 24th International Conference on Emerging Infectious Diseases in the Pacific Rim of the U.S.-Japan Cooperative Medical Sciences Program
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Production of murine norovirus-based reporter virus.2023

    • 著者名/発表者名
      Ryoka Ishiyama, Oikawa Kazuki, Haga Kei, Reiko Takai-Todaka, Kazuhiko Katayama, Nakanishi Akira
    • 学会等名
      International Calicivirus meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Neonatal Fc receptor is a functional receptor for human astrovirus2023

    • 著者名/発表者名
      Kei Haga, Reiko Takai-Todaka, Ryoka Ishiyama, Azusa Ishikawa, Kana Miyamaoto, Akiko Kato, Kazuhiko Katayama, Akira Nakanishi
    • 学会等名
      International Calicivirus meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒトサポウイルス増殖培養系の検討2023

    • 著者名/発表者名
      石川梓、戸高玲子、石山涼翔、芳賀慧、片山和彦
    • 学会等名
      第70回日本ウイルス学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ヒトアストロウイルス遺伝子型による抗原性とレセプター親和性の比較2023

    • 著者名/発表者名
      宮本 華奈, 石山 涼翔, 戸高 玲子, 芳賀 慧, 片山 和彦
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] MNV複製増殖機構におけるMNVゲノム上のステムループ構造の機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      松永 健太郎, 石山 涼翔, 戸高 玲子, 芳賀 慧, 片山 和彦
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ノロウイルス感染患者の腸管粘膜免疫応答の研究2023

    • 著者名/発表者名
      海田梓乃、三木元博、戸高玲子、石山涼翔、芳賀慧、片山和彦
    • 学会等名
      第70回日本ウイルス学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Genome wide knockout by CRISPR-Cas9 revealed Human Astrovirus receptor2022

    • 著者名/発表者名
      芳賀 慧
    • 学会等名
      第69回 日本ウイルス学会 学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The exploration of astrovirus receptor2021

    • 著者名/発表者名
      工藤栞 芳賀慧 戸高玲子 中西章 片山和彦
    • 学会等名
      日本ウイルス学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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