X4 HIV-1の制御に関わるウイルス・宿主側因子のエピゲノム解析

• 研究課題/領域番号: 22K08602
• 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: 熊本大学
• 研究代表者: 前田 洋助 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 准教授 (30284764)
• 研究分担者: 刈谷 龍昇 神戸学院大学, 薬学部, 講師 (40757663) ; 近田 貴敬 熊本大学, ヒトレトロウイルス学共同研究センター, 特任講師 (60749711)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: HIV-1 / CCR5 / CXCR4 / coreceptor / エピゲノム解析 / コレセプター

研究開始時の研究の概要

HIV-1感染の細胞指向性を決定している宿主側因子としては，細胞表面に発現しているHIV-1の副受容体（コレセプター）分子であるCCR5とCXCR4の２種類が存在している。CCR5を利用するR5ウイルスは感染初期から感染後期にかけて主要なウイルス集団として存在しているのに対し，CXCR4を利用するX4ウイルスは一部の症例の感染初期と感染後期にしか出現しない。本研究では、このようなX4ウイルス複製の生体内での抑圧と感染後期での増大機序について，ウイルス側とともに宿主側因子の研究を細胞培養系とともにヒト化マウスを使用して解析する。

研究実績の概要

HIV-1の感染は補助受容体（コレセプター）としてCCR5を利用するR5ウイルスによりヒト-ヒト間の感染が成立し、その後感染後期にCXCR4を利用するX4ウイルスが出現し、病態の悪化と関連すると考えられてきた。しかし麻薬常用感染者ではX4ウイルスを介したヒト-ヒト間の感染も指摘されているため、令和4年度では麻薬常用HIV-1感染者におけるHIV-1のコレセプター利用性について、次世代シークエンサーを用いて解析した。結果、R5とX4ウイルスの混合感染症例の割合が，R5ウイルスやX4ウイルス単独感染症例に比較して、38.9% と高率であることが判明した。
そこで令和5年度は、混合感染と病態との関連について解析したところ、混合感染では血漿中のウイルス量がR5ウイルスやX4ウイルス単独感染例に比較して有意に高値であることが判明した。CD4陽性T細胞数も有意差はなかったが低値であったことから、麻薬常用感染者においてはR5ウイルスとX4ウイルスの混合感染は病態悪化と関連していると考えられた。
そこで性交渉感染者においても混合感染が同様に起こっているのかどうか、次世代シークエンサーを用いて解析した。32例の感染血漿を用いた解析から，R5とX4ウイルスの混合感染の割合は全体の20.7%で、麻薬常用感染者よりは低率であることが判明した。一方、血漿中のウイルス量は混合感染と単独感染では統計学的有意差は認められなかった。このことは性交渉感染者における混合感染は、X4ウイルスの出現時期が感染後期であるため、ウイルス量の増大をもたらさない可能性が考えられた。
また令和5年度は、混合感染のウイルス量増大の機序解明のため、R5ウイルスとX4ウイルスにそれぞれ異なるレポーターを搭載した感染性クローンを作製したが、感染性が低いことが判明したため、現在感染性ウイルスクローンの改変を行なっている。

現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

感染に使用するレポーターウイルスの感染性が低いため、混合感染によるウイルス増大機序を解明することができなかったため。

今後の研究の推進方策

経時的に経過が追える症例を選択して、混合感染が感染経過とともにどのように推移していくのか解析する。またレポーターウイルスの感染性を上げるためにレポーターを挿入する位置とフレームを調整する。

研究成果

• [雑誌論文] Differential Ability of Spike Protein of SARS-CoV-2 Variants to Downregulate ACE2 (2024)
  • 著者名/発表者名: Maeda Yosuke、Toyoda Mako、Kuwata Takeo、Terasawa Hiromi、Tokugawa Umiru、Monde Kazuaki、Sawa Tomohiro、Ueno Takamasa、Matsushita Shuzo
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 25 号: 2 ページ: 1353-1353
  • DOI: 10.3390/ijms25021353
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Turkish Plants, Including Quercetin and Oenothein B, Inhibit the HIV-1 Release and Accelerate Cell Apoptosis (2023)
  • 著者名/発表者名: Tahara Y, Fujita M, Zhang T, Wang D, Tateishi T, Togami A, Nyame P, Terasawa H, Monde N, Appiah-Kubi J, Ofotsu Amesimeku W, Alsaadi DHM, Wada M, Sugimura K, Gezici S, Ciftci H, Karahan F, Sekeroglu N, Otsuka M, Sawa T, Maeda Y, Watanabe T, Monde K
  • 雑誌名: Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ＆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ 巻: 46 号: 11 ページ: 1535-1547
  • DOI: 10.1248/bpb.b23-00328
  • ISSN: 0918-6158, 1347-5215
  • 年月日: 2023-11-01
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Interaction of TSG101 with the PTAP Motif in Distinct Locations of Gag Determines the Incorporation of HTLV-1 Env into the Retroviral Virion (2023)
  • 著者名/発表者名: Maeda Yosuke、Monde Kazuaki、Terasawa Hiromi、Tanaka Yuetsu、Sawa Tomohiro
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 24 号: 22 ページ: 16520-16520
  • DOI: 10.3390/ijms242216520
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Alkyl gallates inhibit serine O-acetyltransferase in bacteria and enhance susceptibility of drug-resistant Gram-negative bacteria to antibiotics (2023)
  • 著者名/発表者名: Toyomoto Touya、Ono Katsuhiko、Shiba Tomoo、Momitani Kenta、Zhang Tianli、Tsutsuki Hiroyasu、Ishikawa Takeshi、Hoso Kanae、Hamada Koma、Rahman Azizur、Wen Liping、Maeda Yosuke、Yamamoto Keiichi、Matsuoka Masao、Hanaoka Kenjiro、Niidome Takuro、Akaike Takaaki、Sawa Tomohiro
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 14 ページ: 1276447-1276447
  • DOI: 10.3389/fmicb.2023.1276447
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Control of HIV-1 Replication by CD8+ T Cells Specific for Two Novel Pol Protective Epitopes in HIV-1 Subtype A/E Infection. (2022)
  • 著者名/発表者名: Nguyen HT, Kuse N, Zhang Y, Murakoshi H, Maeda Y, Tamura Y, Maruyama R, Tran GV, Nguyen TV, Nguyen KV, Oka S, Chikata T, Takiguchi M.
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 96 号: 19
  • DOI: 10.1128/jvi.00811-22
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] サブタイプA/E HIV-1感染麻薬常用者におけるR5ウイルスとX4ウイルスの混合感染の解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 前田洋助, 近田貴敬, 竹村太一郎, 寺沢広美, Giang Van Trang, 久世望, Trung Vu Nguyen, Kinh Van Nguyen, 澤智裕, 長谷部太, 滝口雅文
  • 学会等名: 第70回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Coreceptors and HIV-1 pathogenesis (2023)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Maeda
  • 学会等名: 24th Kumamoto AIDS seminar
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 天然化合物ライブラリーによる HIV-1放出阻害剤の探索 (2022)
  • 著者名/発表者名: 田原 由莉歌、戸上 暉大、立石 大、門出 奈美、寺 沢 広美、澤 智裕、前田 洋助、渡邊 高志、藤田 美歌子、門出 和精
  • 学会等名: 第６９回日本ウイルス学会学術集会