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一次線毛とコロナウイルス感染におけるACE2の役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22KF0004
補助金の研究課題番号 21F21380 (2021-2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2021-2022)
応募区分外国
審査区分 小区分44010:細胞生物学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

大場 雄介  北海道大学, 医学研究院, 教授 (30333503)

研究分担者 PANINA YULIA  北海道大学, 医学研究院, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2023年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2022年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2021年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
キーワードACE2 / 線毛 / SARS-CoV-2 / シグナル伝達 / YAP/TAZ / 細胞骨格 / YAP / 一次繊毛
研究開始時の研究の概要

SARS-CoV-2の受容体ACE2の、正常および糖尿病や高血圧等の病態下における一次繊毛への輸送経路を明らかにする。また、SARS-CoV-2が一次繊 毛吸着した時、あるいはSARS-CoV-2に感染した細胞において、一次繊毛の形成やACE2の一次繊毛への輸送はどう変化するかを探索する。また、 糖尿病モデルマウスを用いて、in vivoでの検証も試みる。新たな一次繊毛機能の探索とともに、SARS-CoV-2感染がなぜ高血圧や糖尿病等の代 謝性基礎疾患を有する患者で重症化しやすいかを明らかにする。

研究実績の概要

本研究は、コロナウイルスの細胞侵入におけるangiotensin converting enzyme 2(ACE2)の役割に焦点を当てて実施した。肺と線維芽細胞において内因性ACE2の局在を特定し、線毛に局在しないことを発見した。ACE2を過剰発現した肺上皮細胞モデルを確立し、ACE2が形態変化を引き起こすことを見出した。そこで、細胞骨格の変化を解析した結果、アクチン細胞骨格が大幅に変化していることがわかった。一方、微小管や中間径フィラメントなどには変化がなかった。ACE2依存性のアクチンの変化は、Wnt/Hedgehog経路非依存性、Hippo-Yes-associated protein(YAP)/transcriptional coactivator with a PDZ-binding domain(TAZ)経路依存性であることが見いだされた。さらに、ウイルス感染におけるACE2の役割を明らかにするために、Hippo-YAP/TAZ経路の詳細な解析を行った。
ウイルス粒子とACE2タンパク質との結合が細胞形態形成に与える影響を解析するため、疑似ウイルス粒子の調製を行った。重症急性呼吸器症候群コロナウイルス-2(severe acute respiratory syndrome Coronavirus 2, SARS-CoV-2)のスパイクタンパク質を発現する口蹄疫ウイルス(vesicular stomatitis virus, VSV)の疑似ウイルス粒子を常法により作製したところ、一部の疑似ウイルス粒子のみにスパイクタンパク質の発現が認められた。適切なコロナウイルススパイクタンパク質の発現レベルを持つ安定細胞株を樹立することで、スパイクタンパク質を均一に持つ疑似ウイルス粒子を生成にも成功した。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件、 招待講演 8件)

  • [雑誌論文] Intravenous Administration of Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosome Alleviates Spinal Cord Injury by Regulating Neutrophil Extracellular Trap Formation through Exosomal miR-125a-3p2024

    • 著者名/発表者名
      Morishima Yutaka、Kawabori Masahito、Yamazaki Kazuyoshi、Takamiya Soichiro、Yamaguchi Sho、Nakahara Yo、Senjo Hajime、Hashimoto Daigo、Masuda Sakiko、Fujioka Yoichiro、Ohba Yusuke、Mizuno Yuki、Kuge Yuji、Fujimura Miki
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 25 号: 4 ページ: 2406-2406

    • DOI

      10.3390/ijms25042406

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Strength in numbers: Unleashing the potential of trans-scale scope AMATERAS for massive cell quantification2024

    • 著者名/発表者名
      Ichimura Taro、Kakizuka Taishi、Sato Yuki、Fujioka Yoichiro、Ohba Yusuke、Horikawa Kazuki、Nagai Takeharu
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 21 号: Supplemental ページ: n/a

    • DOI

      10.2142/biophysico.bppb-v21.s017

    • ISSN
      2189-4779
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of Polymer?Lipid Hybrid Nanoparticles for Large-Sized Plasmid DNA Transfection2023

    • 著者名/発表者名
      Maeki Masatoshi、Uno Shuya、Sugiura Kaisei、Sato Yusuke、Fujioka Yoichiro、Ishida Akihiko、Ohba Yusuke、Harashima Hideyoshi、Tokeshi Manabu
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials & Interfaces

      巻: 16 号: 2 ページ: 2110-2119

    • DOI

      10.1021/acsami.3c14714

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Safe and efficient oral allergy immunotherapy using one-pot-prepared mannan-coated allergen nanoparticles2023

    • 著者名/発表者名
      Li Shunyi、Toriumi Hiroki、Takahashi Daisuke、Kamasaki Tomoko、Fujioka Yoichiro、Nagatoishi Satoru、Li Jinting、Liu Yiwei、Hosokawa Takanatsu、Tsumoto Kouhei、Ohba Yusuke、Katayama Yoshiki、Murakami Daisuke、Hase Koji、Mori Takeshi
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 303 ページ: 122381-122381

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2023.122381

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparative pathogenicity of SARS-CoV-2 Omicron subvariants including BA.1, BA.2, and BA.52023

    • 著者名/発表者名
      Tamura T, Yamasoba D, Oda Y, Ito J, Kamasaki T, Nao N, Hashimoto R, Fujioka Y, Suzuki R, Wang L, Ito H, Kashima Y, Kimura I, Kishimoto M, Tsuda M, Sawa H, Yoshimatsu K, Yamamoto Y, Nagamoto T, Kanamune J, Suzuki Y, Ohba Y, et al.
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 6 号: 1 ページ: 772-772

    • DOI

      10.1038/s42003-023-05081-w

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] AFM-蛍光相関イメージングによる細胞膜ナノ動態の観察2024

    • 著者名/発表者名
      大場雄介
    • 学会等名
      バイオSPM研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ウイルス感染時の膜とイオンダイナミクスのイメージング2023

    • 著者名/発表者名
      大場雄介
    • 学会等名
      第97回日本感染症学会総会・学術講演会 第71回日本化学療法学会学術集会 合同学会(パシフィコ横浜 ノース@横浜)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Imaging of cellular responses―dynamics of plasma membrane and ions―to viruses and extracellular materials_2023

    • 著者名/発表者名
      大場雄介
    • 学会等名
      7thハラタマワークショップ 7th Gratama Workshop
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] SARS-CoV-2の宿主細胞侵入機構の解析2023

    • 著者名/発表者名
      藤岡容一朗、鬼塚洋之進、田村友和、柏木彩花、島田琉海、小澤史弥、福原崇介、吉田藍子、釜崎とも子、酒井信明、天野麻穂、大場雄介
    • 学会等名
      第75回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] インフルエンザウイルス感染促進機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      小澤史弥、藤岡容一朗、吉田藍子、柏木彩花、釜崎とも子、酒井信明、天野麻穂、大場雄介
    • 学会等名
      第 75 回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] PI3KとVDAC2の結合はRas-PI3K陽性エンドソームとミトコンドリアの相互作用を誘導しエンドソームの成熟を促進する2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤絢、藤岡容一朗、柏木彩花、吉田藍子、藤岡真理、笹島仁、南保明日香、天野麻穂、大場雄介
    • 学会等名
      第103回日本生理学会北海道地方会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ウイルスタンパク質viroporinによる細胞内Ca2+濃度上昇の細胞間伝播と感染促進2023

    • 著者名/発表者名
      島田琉海、藤岡容一朗、小澤史弥、釜崎とも子、柏木彩花、吉田藍子、酒井信明、植草良嗣、天野麻穂、大場雄介
    • 学会等名
      第103回日本生理学会北海道地方会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 細胞間コミュニケーションを介したインフルエンザウイルス感染促進機構2023

    • 著者名/発表者名
      小澤史弥、藤岡容一朗、吉田藍子、柏木彩花、釜崎とも子、酒井信明、天野麻穂、大場雄介
    • 学会等名
      第103回日本生理学会北海道地方会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 形態と蛍光のライブセル相関イメージングによるウイルス粒子の細胞表面での拡散から内在化に至る過程の可視化2023

    • 著者名/発表者名
      吉田藍子、酒井信明、植草良嗣、釜崎とも子、小澤史弥、佐藤絢、柏木彩花、藤岡容一朗、天野麻穂、大場雄介
    • 学会等名
      第103回日本生理学会北海道地方会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光遺伝学的手法を用いた上皮成長因子受容体シグナル制御機構の解析2023

    • 著者名/発表者名
      藤岡容一朗、鬼塚洋之進、吉田藍子、柏木彩花、天野麻穂、大場雄介
    • 学会等名
      第103回日本生理学会北海道地方会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光タンパク質が融合タンパク質のオルガネラ局在に与える影響の解析2023

    • 著者名/発表者名
      柏木 彩花、藤岡 容一朗、佐藤 絢、佐々木 新、吉田 藍子、藤岡 真理、笹島 仁、天野 麻穂、大場 雄介
    • 学会等名
      第103回日本生理学会北海道地方会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 形態と蛍光のライブセル相関イメージングによるウイルス-細胞膜間相互作用の可視化と解析2023

    • 著者名/発表者名
      吉田藍子、酒井信明、植草良嗣、釜崎とも子、小澤史弥、佐藤絢、柏木彩花、藤岡容一朗、天野麻穂、大場雄介
    • 学会等名
      第32回バイオイメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] AMATERASを用いたインフルエンザウイルスシンギュラリティ現象の解析2023

    • 著者名/発表者名
      藤岡容一朗、小澤史弥、市村垂生、垣塚太志、島田琉海、橋本泰行、柏木彩花、釜崎とも子、吉田藍子、酒井信明、植草良嗣、天野麻穂、永井健治、大場雄介
    • 学会等名
      第32回バイオイメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 細胞外マグネシウムイオンの増加はエンドサイトーシスを抑制するendocytosis2023

    • 著者名/発表者名
      柏木 彩花、藤岡 容一朗、天野 麻穂、大場 雄介
    • 学会等名
      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] 細胞間コミュニケーションを介したインフルエンザウイルス感染促進メカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      小澤史弥、藤岡容一朗、垣塚太志、市村垂生、島田琉海、橋本泰行、吉田藍子、柏木彩花、釜崎とも子、酒井信明、植草良嗣、天野 麻穂、永井健治、大場雄介
    • 学会等名
      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] Visualization, analysis, and manipulation of cell dynamics using bioimaging and optogenetics techniques and their applications2023

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Ohba
    • 学会等名
      1st Material Symbiosis International symposium/3rd GI-CoRE/GSD International symposium/28th Pharmascience Forum
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Visualization of the field for virus-host cell interaction by correlative light and atomic force microscopy (CLAM)2023

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Ohba
    • 学会等名
      U.S.-Japan Cooperative Medical Sciences Program (USJCMSP), International Conference on Emerging Infectious Diseases in the Pacific Rim
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 蛍光-AFM相関観察によるウイルス-宿主相互作用の可視化2022

    • 著者名/発表者名
      大場雄介
    • 学会等名
      第91回寄生虫学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2022-02-08   更新日: 2024-12-25  

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