C型肝炎ウイルスが関与する新規分解機構の解明

• 研究課題/領域番号: 22K15470
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 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: 松井 千絵子 神戸大学, 医学研究科, 助教 (70778414)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2022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: C型肝炎ウイルス / シャペロン介在性オートファジー / エンドソームミクロオートファジー / 蛋白質分解 / Hsc70 / KFERQ配列 / HCV感染 / ウイルス複製 / KFERQ標的配列

研究開始時の研究の概要

C型肝炎ウイルス(HCV)は自身の増殖ための複製の場を確立するため、糖や脂質を利用する。そのため、宿主蛋白質の分解を誘導することで、HCV増殖に有利な環境を作り出し、病態形成を促進すると考えられる。シャペロン介在性オートファジー(CMA)分解に必須のシャペロンであるHsc70は、CMA以外にもエンドソームミクロオートファジー(eMI)に関与することが最新の研究で明らかになっている。そのため、HCV感染とCMAおよびeMIの解析により、HCV感染による新しい病原性発現機構の解明と治療法開発の端緒となることが期待できる。

研究実績の概要

C型肝炎ウイルス(HCV)感染すると、細胞内シャペロン蛋白質Hsc70がHCV NS5A蛋白質と相互作用し、KFERQ配列を持つ宿主蛋白質をウイルス利便性のため、リソソーム系蛋白質分解経路を介して選択的に分解する。HCV感染により選択的オートファジー経路を介して分解を受ける宿主蛋白質は、リソソーム膜受容体LAMP-2Aと相互作用することでリソソームに取り込まれ分解される経路である、シャペロン介在性オートファジー(CMA)と、後期エンドソーム膜に取り込まれ、その後エンドソームとリソソームの融合により、リソソームで分解されるエンドソームミクロオートファジー(eMI)がある。しかしながら、HCV感染がどのようにCMAとeMIを使い分けるのか、両者の役割の違いは明らかではない。本研究では、HCV感染によるCMAとeMIの分別機構を解明することを目的としている。
本年度は、KFERQ配列を持つ宿主蛋白質の中で昨年度に同定したいくつかの蛋白質のうちから有力な候補蛋白質をとりあげ、HCV感染の誘導により蛋白質分解を受けるか更なる検討を行った。候補蛋白質はHsc70の基質結合ドメインに結合することが示唆されたことから、リソソーム分解を受ける可能性が示された。さらにHSC70との相互作用がみられた候補蛋白質のKFERQ標的配列に変異を入れると、Hsc70による配列の認識が阻害された。このことから、候補蛋白質上のKFERQ配列はHsc70により認識されうることが見出された。またeMI関連因子のノックダウンにおいて、HCV誘導性蛋白質分解が抑制されたことから、候補蛋白質はeMIを介したリソソーム分解を受ける可能性が高まった。

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

HCV誘導性選択的蛋白質分解機構の分子メカニズム解明を進める過程において、シャペロン蛋白質Hsc70が認識するKFERQ標的配列を有する宿主蛋白質を見出した。
候補となった新規宿主蛋白質が結合する、Hsc70上のドメインを同定し、またエンドソームミクロオートファジー分解による可能性があることを示した。
今年度はHCV感染によりeMIで分解される可能性のある、新規宿主蛋白質を見つけることができたことから、研究はおおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

CMA分解経路に必須であるLAMP-2Aと、eMI分解経路に重要なESCRT蛋白質に着目し、候補蛋白質がHCV感染によりCMA分解を受けるのか、あるいはeMI分解を受けるのかをさらに検討する必要がある。
また蛋白質分解で引き起こされる下流遺伝子、および病態への影響を検討するために、HCV J6/JFH1感染細胞に宿主蛋白質遺伝子を過剰発現させることで、下流遺伝子の発現変化が抑制されるかを調べる。

研究成果

• [雑誌論文] Cellular Release of Infectious Hepatitis C Virus Particles via Endosomal Pathways (2023)
  • 著者名/発表者名: Deng Lin、Solichin Muchamad Ridotu、Adyaksa Dewa Nyoman Murti、Septianastiti Maria Alethea、Fitri Rhamadianti Aulia、Suwardan Gede Ngurah Rsi、Matsui Chieko、Abe Takayuki、Shoji Ikuo
  • 雑誌名: Viruses 巻: 15 号: 12 ページ: 2430-2430
  • DOI: 10.3390/v15122430
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A household survey of intrafamily norovirus transmission (2023)
  • 著者名/発表者名: Juniastuti、Utsumi Takako、Yamani Laura Navika、Dinana Zayyin、Gunawan Emily、Maharani Aussie Tahta、Fitria Anisa Lailatul、Wahyuni Rury M.、Soetjipto、Doan Yen Hai、Shimizu Hiroyuki、Ishii Koji、Matsui Chieko、Deng Lin、Abe Takayuki、Katayama Kazuhiko、Lusida Maria Inge、Shoji Ikuo
  • 雑誌名: Journal of Medical Virology 巻: 95 号: 10
  • DOI: 10.1002/jmv.29164
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Oxidative stress sensor Keap1 recognizes HBx protein to activate the Nrf2/ARE signaling pathway, thereby inhibiting hepatitis B virus replication (2023)
  • 著者名/発表者名: Ariffianto Adi、Deng Lin、Abe Takayuki、Matsui Chieko、Ito Masahiko、Ryo Akihide、Aly Hussein Hassan、Watashi Koichi、Suzuki Tetsuro、Mizokami Masashi、Matsuura Yoshiharu、Shoji Ikuo
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 97 号: 10 ページ: 1-35
  • DOI: 10.1128/jvi.01287-23
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Transcription Factor JunB Suppresses Hepatitis C Virus Replication (2023)
  • 著者名/発表者名: Ariffianto Adi、Deng Lin、Harada Saki、Liang Yujiao、Matsui Chieko、Abe Takayuki、Shoji Ikuo
  • 雑誌名: The Kobe journal of medical sciences 巻: 69
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hepatitis C Virus Disrupts Annexin 5-Mediated Occludin Integrity through Downregulation of Protein Kinase Cα (PKCα) and PKCη Expression, Thereby Promoting Viral Propagation (2023)
  • 著者名/発表者名: Abe Takayuki、Marutani Yuki、Deng Lin、Matsui Chieko、Fukasawa Masayoshi、Suzuki Ryosuke、Wakita Takaji、Matsuura Yoshiharu、Shoji Ikuo
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 97 号: 6
  • DOI: 10.1128/jvi.00655-23
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [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 / オープンアクセス / 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
• [学会発表] 選択的リソソーム系蛋白質分解経路を介したHCV増殖の分子機構 (2023)
  • 著者名/発表者名: 松井 千絵子, Maria Alethea Septianastiti, 徐 子涵, 鄧 琳, 阿部 隆之, 勝二 郁夫
  • 学会等名: 第70回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] HCV promotes the selective lysosomal degradation pathways, Chaperone-mediated autophagy and endosomal microautophagy, for viral proliferation (2023)
  • 著者名/発表者名: Chieko Matsui, Maria Alethea Septianastiti, Zihan Xu, Lin Deng, Takayuki Abe, Ikuo Shoji
  • 学会等名: 29th International Symposium on Hepatitis C Virus, Flaviviruses, and Related Viruses
  • 国際学会
• [学会発表] 酸化ストレスセンサーKeap1がHBxタンパク質を認識することにより、Nrf2/AREシグナル 経路が活性化し、B型肝炎ウイルスの複製を抑制する (2023)
  • 著者名/発表者名: 鄧 琳, Adi Ariffianto, 阿部 隆之, 松井 千絵子, 伊藤 昌彦, 梁 明秀, Hussein Hassan Aly, 渡士 幸一, 鈴木 哲朗, 溝上 雅史, 松浦 善治, 勝二 郁夫
  • 学会等名: 第70回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] A novel bile acid derivative inhibits hepatitis B virus infection by disrupting internalization of NTCP and PreS1 complexes at the entry step (2023)
  • 著者名/発表者名: GN Rsi Suwardana, Takayuki Abe, Daisuke Kuroki, Lin Deng, Chieko Matsui, Masafumi Ueda, Takashi Okitsu, Manabu Hatano, Kunitada Shimotohno, Ikuo Shoji
  • 学会等名: 第70回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Unusual G9P[4] rotavirus emerged after the dynamic changes in rotavirus genotypes from equine-like G3 to typical human G1/ G3 in Indonesia (2023)
  • 著者名/発表者名: Zayyin Dinana, Yen Hai Doan, Aussie Tahta Maharani, Anisa Lailatul Fitria, Laura Navika Yamani, Juniastuti Juniastuti, Soetjipto Soetjipto, Chieko Matsui, Lin Deng, Takayuki Abe, Nobuhiro Takemae, Tsutomu Kageyama, Kazuhiko Katayama, Maria Inge Lusida, Ikuo Shoji
  • 学会等名: 第70回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] A novel bile acid derivative inhibits Hepatitis B Virus infection by disrupting internalization of NTCP and PreS1 complexes at the entry step (2023)
  • 著者名/発表者名: GN Rsi Suwardana, Takayuki Abe, Daisuke Kuroki, Lin Deng, Chieko Matsui, Masafumi Ueda, Takashi Okitsu, Manabu Hatano, Kunitada Shimotohno, Ikuo Shoji
  • 学会等名: 2023 INTERNATIONAL HBV MEETING
  • 国際学会
• [学会発表] Identification of DNA repair factors involved in HBV replication using a novel HBV reporter system (2023)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Abe, Hironori Nishitsuji, Masahiko Ito, Hussein Aly, Lin Deng, Chieko Matsui, Kunitada Shimotohno, Ikuo Shoji
  • 学会等名: 2023 INTERNATIONAL HBV MEETING
  • 国際学会
• [学会発表] Oxidative stress sensor Keap1 recognizes HBx protein to activate the Nrf2/ARE signaling pathway, thereby inhibiting hepatitis B virus replication (2023)
  • 著者名/発表者名: Lin Deng, Adi Ariffianto, Takayuki Abe, Chieko Matsui, Masahiko Ito, Akihide Ryo, Hussein Hassan Aly, Koichi Watashi, Tetsuro Suzuki, Masashi Mizokami, Yoshiharu Matsuura, Ikuo Shoji
  • 学会等名: 2023 INTERNATIONAL HBV MEETING
  • 国際学会
• [学会発表] C型肝炎ウイルスが誘導する新規選択的蛋白質分 解経路 (2022)
  • 著者名/発表者名: 松井 千絵子、Putu Yuliandari、Maria Alethea Septianastiti、鄧 琳、阿部 隆之、勝二 郁夫
  • 学会等名: 第69回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] HCV感染は ANX5と PKC-etaによる occludinの機能制御に干渉することでウイルス伝 播を促進させる (2022)
  • 著者名/発表者名: 阿部 隆之、松井 千絵子、鄧 琳、松浦 善治、勝二 郁夫
  • 学会等名: 第69回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Oxidative stress sensor Keap1 recognizes HBx protein to activate the 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 Matsuuura, 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 co- transporting 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