ウイルスの宿主細胞選択における攻防

2014 年度 実績報告書

• 研究領域: ウイルス感染現象における宿主細胞コンピテンシーの分子基盤
• 研究課題/領域番号: 24115005
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 柳 雄介 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40182365)
• 研究分担者: 荒瀬 尚 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (10261900)
• 研究期間 (年度): 2012-06-28 – 2017-03-31
• キーワード: ウイルス / 免疫学 / 感染症 / 微生物 / 蛋白質 / 麻疹ウイルス / ヘルペスウイルス / 膜融合

研究実績の概要

研究代表者は、ウイルスの宿主細胞選択における攻防を研究し、ウイルスのトロピズムや宿主域決定のメカニズムを明らかにすることを主な目的としている。麻疹ウイルスおよびその類縁ウイルスは、ウイルスのH蛋白質、F蛋白質と宿主細胞受容体との間の相互作用により細胞表面で膜融合を起こし、細胞に侵入する。これまで、H蛋白質head領域と受容体の複合体の構造を明らかにした。F蛋白質と結合してその構造変化を誘導するstalk領域を含むH蛋白質を精製し、受容体の存在、非存在下で結晶化を進めている。さらに、麻疹ウイルスと同じパラミクソウイルス科に属するムンプスウイルスの受容体結合蛋白質HNの結晶構造および受容体シアル酸との結合に重要な領域を決定した。麻疹ウイルスの神経細胞受容体を同定するために、GFP発現組換えウイルスを用いたスクリーニングによる発現クローニングを進めている。免疫システムとウイルスとは密接な関係を保ちながら共に進化し適応してきたと考えられる。研究分担者は、種々のウイルス、特に持続感染ウイルスによる宿主免疫機能制御機構、また宿主細胞の感染抵抗性獲得機構の解明を目的としている。ヘルペスウイルスの細胞内侵入機序やウイルス感染細胞に対する免疫応答を解析するために、種々の免疫制御分子と会合するウイルス分子の同定、特に抑制化レセプターのIg融合蛋白質を用いて新たな免疫逃避に関わるウイルス分子の同定を行った。本年度は、ウイルスレセプターPILRalphaと単純ヘルペスウイルスの相互作用の構造学的結合機構を解明した。また、感染に関与するウイルス分子を解明するために、CRISPR-Cas9システムを用いて新たなウイルス改変法を樹立した。

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

ウイルス受容体結合蛋白質と受容体の相互作用の構造基盤に関する研究および神経細胞受容体のスクリーニングが順調に進んでいる。また、ウイルスレセプターPILRalphaと単純ヘルペスウイルスの相互作用を示す構造を解明した。

今後の研究の推進方策

当初の計画にしたがって研究を進める。特に、麻疹ウイルスの膜融合と細胞侵入機構、神経細胞感染機構の解析を進める。また、免疫細胞に発現している分子を中心に、宿主への感染性を決定するファクターの同定を進めると同時に、CRISPR-Cas9システムを用いてウイルス側の遺伝子の機能の解析も行う。

研究成果

• [雑誌論文] Measles Virus Mutants Possessing the Fusion Protein with Enhanced Fusion Activity Spread Effectively in Neuronal Cells, but Not in Other Cells, without Causing Strong Cytopathology (2015)
  • 著者名/発表者名: Watanabe S, Ohno S, Shirogane Y, Suzuki SO, Koga R, Yanagi Y.
  • 雑誌名: J Virol 巻: 89 ページ: 2710-2717
  • DOI: 10.1128/JVI.03346-14
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural Basis for Marburg Virus Neutralization by a Cross-Reactive Human Antibody (2015)
  • 著者名/発表者名: Hashiguchi T, Fusco ML, Bornholdt ZA, Lee JE, Flyak AI, Matsuoka R, Kohda D, Yanagi Y, Hammel M, Crowe JE, Saphire EO
  • 雑誌名: Cell 巻: 160 ページ: 904-912
  • DOI: 10.1016/j.cell.2015.01.041
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] β2-glycoprotein I / HLA class II complexes are novel autoantigens in antiphospholipid syndrome (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanimura K, Jin H, Suenaga T, Morikami S, Arase N, Kishida K, Hirayasu K, Kohyama M, Ebina Y, Yasuda S, Horita T, Takasugi K, Ohmura K, Yamamoto K, Katayama I, Sasazuki T, Lanier LL, Atsumi T, Yamada H, Arase H
  • 雑誌名: Blood 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1182/blood-2014-08-593624
  • 査読あり
• [雑誌論文] Negative regulation of DSS-induced experimental colitis by PILRα (2015)
  • 著者名/発表者名: Kishida K, Kohyama M, Kurashima Y, Kogure Y, Wang J, Hirayasu K, Suenaga T, Kiyono H, Kunisawa J, Arase H
  • 雑誌名: Int Immunol 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1093/intimm/dxv004
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Engineering large viral DNA genomes using the CRISPR-Cas9 system (2014)
  • 著者名/発表者名: Suenaga T, Kohyama M, Hirayasu K, Arase H
  • 雑誌名: Microbiol Immunol 巻: 58 ページ: 513-522
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12180
  • 査読あり
• [雑誌論文] A motif in LILRB2 critical for Angptl2 binding and activation (2014)
  • 著者名/発表者名: Deng M, Lu Z, Zheng J, Wan X, Chen X, Hirayasu K, Sun H, Lam Y, Chen L, Wang Q, Song C, Huang N, Gao GF, Jiang Y, Arase H, Zhang CC
  • 雑誌名: Blood 巻: 124 ページ: 924-935
  • DOI: 10.1182/blood-2014-01-549162
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for simultaneous recognition of an O-glycan and its attached peptide of mucin family by immune receptor PILRα (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuroki K, Wang J, Ose T, Yamaguchi M, Tabata S, Maita N, Nakamura S, Kajikawa M, Kogure A, Satoh T, Arase H, Maenaka K
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 111 ページ: 8877-8882
  • DOI: 10.1073/pnas.1324105111
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ペア型レセプターを介した宿主病原体相互作用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 荒瀬 尚
  • 学会等名: 第12回糖鎖学コンソーシアムシンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] CRISPR/Cas9システムを用いた DNA ウイルスのゲノム改変 (2014)
  • 著者名/発表者名: 末永忠広、 荒瀬尚
  • 学会等名: 第62回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-12
• [学会発表] 麻疹ウイルス増殖におけるCofilinの機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 古賀律子、大野真治、柳 雄介
  • 学会等名: 第62回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-11
• [学会発表] マールブルグウイルス糖蛋白質GPとヒト由来抗体のX線結晶構造 (2014)
  • 著者名/発表者名: 橋口隆生、柳 雄介、 Erica Ollmann Saphire
  • 学会等名: 第62回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-10
• [学会発表] Paired receptors in host pathogen interaction (2014)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Arase
  • 学会等名: 014 NHRI/IBMS Joint International Conference on Inflammation & Disease
  • 発表場所: Academia Sinica, Taiwan
  • 年月日: 2014-10-16 – 2014-10-18
  • 招待講演
• [学会発表] Virus entry: receptor attachment and membrane fusion (2014)
  • 著者名/発表者名: Yanagi Y
  • 学会等名: The 13th Awaji International Forum on Infection and Immunity in Nara
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 2014-09-23
  • 招待講演
• [学会発表] Sialic Acids on N-glycosylated VZV gB are Required for Membrane Fusion Mediated by Myelin-associated Glycoprotein (MAG) (2014)
  • 著者名/発表者名: 末永忠広、 荒瀬尚
  • 学会等名: The 39th Annual International Herpesvirus Workshop (IHW2014)
  • 発表場所: Kobe, Japan
  • 年月日: 2014-07-19 – 2014-07-23
• [学会発表] Paired receptors in host pathogen interaction (2014)
  • 著者名/発表者名: 荒瀬 尚
  • 学会等名: 第31回日本産婦人科感染症研究会 学術集会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2014-06-07 – 2014-06-08
  • 招待講演
• [図書] 自己免疫疾患の新たな発症メカニズム（『細胞工学』） (2014)
  • 著者名/発表者名: 荒瀬 規子、金 暉、荒瀬 尚
  • 総ページ数: 3（67-69）
  • 出版者: 医薬の門社
• [備考] 大阪大学微生物病研究所免疫化学分野ホームページ
  • URL: http://immchem.biken.osaka-u.ac.jp/
• [備考] 九州大学医学研究院ウイルス学ホームページ
  • URL: http://www.med.kyushu-u.ac.jp/virus/index.html