鳥インフルエンザウイルスが患者体内で獲得するヒト適応化分子機構の解明

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K08497
• 研究機関: 京都府立医科大学
• 研究代表者: 渡邊 洋平 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (50452462)
• 研究分担者: 鈴木 康夫 中部大学, 生命健康科学部, 客員教授 (00046278) ; 大道寺 智 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (80432433)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: ウイルス学 / 人獣共通感染症学 / 感染病態学 / インフルエンザウイルス

研究実績の概要

H5N1高病原性鳥インフルエンザウイルス（H5N1ウイルス）が予想より遥かに少ない遺伝子変異の蓄積によって飛沫伝播能を獲得すると報告され、H5N1ウイルスのパンデミック化機序の解明は急務となっている。しかしながら、先行研究の多くが人工的な変異選択実験であるため、より詳細なH5N1パンデミック化機構の解明には、感染患者体内における実際のウイルス感染動態に基づく新しいアプローチが求められている。本申請課題では、エジプト研究機関との連携により集積化させた同国のH5N1感染患者由来ウイルス遺伝子情報に基づき、ヒト生体内で選択されたアミノ酸変異を網羅的に検索し、当該変異がウイルスのヒト感染性に与える影響を包括的に評価することで、H5N1ウイルスの新規パンデミック化機構の分子基盤を明らかにすることを目的としている。
本年度は、マスデータ解析によって探索した感染患者体内で選択されたと推定されるHA領域における適応変異を導入した組換えウイルスを用いて、熱安定性試験および初代ヒト呼吸器細胞における増殖性をウイルス感染性力価にて測定する試験を追加的に実施した。さらに、マウス感染モデルを用いてin vivo病原性を解析した。その結果、変異ウイルスがヒト呼吸器上皮細胞およびマウスでの増殖性とマウス致死性を有意に高めることが明らかとなった。一方で、増殖性を高く変化させた変異ウイルス群は、HA構造安定性を低下させる傾向にあった。これらの知見は論文として取りまとめて、学術雑誌に投稿した。

研究成果

• [国際共同研究] Alexandria University/Damanhour University(エジプト)
  • 国名: エジプト
  • 外国機関名: Alexandria University/Damanhour University
• [国際共同研究] Thammasat University(タイ)
  • 国名: タイ
  • 外国機関名: Thammasat University
• [雑誌論文] Characterization of H5N1 influenza virus quasispecies with adapative hemagglutinin mutations from single-virus infections of human airway cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y, Arai Y, Kawashita N, Ibrahim MS, Elgendy EM, Daidoji T, Kajikawa J, Hiramatsu H, Sriwilaijaroen N, Ono T, Takagi K, Takahashi K, Shioda T, Matsumoto K, Suzuki Y, Nakaya T.
  • 雑誌名: J. Virol. 巻: 92(11) ページ: Accepted
  • DOI: 10.1128/JVI.02004-17
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] N-glycan structures of human alveoli provide insight into influenza A virus infection and pathogenesis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Sriwilaijaroen N, Nakahita S, Kondo S, Yagi H, Kato K, Murata T, Hiramatsu H, Kawahara T, Watanabe Y, Kanai Y, Ono T, Hirabayashi J, Matsumoto K, Suzuki Y.
  • 雑誌名: FEBS J. 巻: Mar 15 ページ: Accepted
  • DOI: 10.1128/JVI.02004-17
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Unique infection strategy of H5N1 avian influenza virus is governed by the acid-destabilized property of hemagglutinin. (2017)
  • 著者名/発表者名: Daidoji T, Watanabe Y, Arai Y, Kajikawa J, Hirose R, Nakaya T.
  • 雑誌名: Viral Immunol. 巻: 30(6) ページ: 398-407
  • DOI: 10.1089/vim.2017.0020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Viscosity is an important factor of resistance to alcohol-based disinfectants by pathogens present in mucus (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirose R, Nakaya T, Naito Y, Daidoji T, Watanabe Y, Yasuda H, Konishi H, Itoh Y.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 7 ページ: 13186
  • DOI: 10.1093/infdis/jix224
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mechanism of human influenza virus RNA persistence and virion survival in feces: mucus protects virions from acid and digestive juices (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirose R, Nakaya T, Naito Y, Daidoji T, Watanabe Y, Yasuda H, Konishi H, Itoh Y.
  • 雑誌名: J. Infect. Dis. 巻: 216 ページ: 105-109
  • DOI: 10.1093/infdis/jix224
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Changing nature of H5N1 avian influenza virus in Egypt. (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y.
  • 学会等名: 2nd Kyoto International Symposium on Virus-Host Coevolution.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Adaptive change of H5N1 avian influenza virus circulating in Egypt. (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y.
  • 学会等名: Interim workshop for project on infectious diseases in Vietnam and development of application in diagnosis, prevention and treatment.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Characterization of H5N1 influenza virus with HA mutations diversified in human airway epithelial cells as minor variants. (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y.
  • 学会等名: JSPS Core-to-Core Program 2nd Scientific Seminar
  • 国際学会
• [学会発表] Characterization of H5N1 influenza virus with HA mutations diversified in human airway epithelial cells as minor variants. (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe Y, Arai Y, Kawashita N, Daidoji T, Elgendy EM, Ibrahim MS, Kajikawa J, Hiramatsu H, Takagi T, Takahashi K, Shioda T, Suzuki Y, Nakaya T.
  • 学会等名: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Novel polymerase gene mutations for human adaptation in clinical isolates of Avian H5N1 influenza virus in Asia. (2017)
  • 著者名/発表者名: Arai Y, Kawashita N, Hotta K, Hoang MPV, Nguyen KHL, Nguyen TC, Vuong CD, Le MQ, Soda K, Kajikawa J, Daidoji T, Nakaya T, Takagi T, Ito T, Hasebe H, Shioda T, Watanabe Y.
  • 学会等名: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Evaluation of avian influenza virus infection in differentiated airway epithelial cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Daidoji T, Noguchi M, Kajikawa J, Watanabe Y, Arai Y, Hirose R, Morimoto M, Nakaya T.
  • 学会等名: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Mechanism of seasonal influenza virus persistence in human digestive tract: Mucus protects virions from acid and digestive juices. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakaya T, Hirose R, Daidoji T, Naito Y, Watanabe Y, Arai Y, Kawada K, Kajikawa J, Yamawaki M, Itoh Y.
  • 学会等名: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Establishment of immortalized cell clones from human tracheal epithelial cells and their different susceptibility to influenza viruses. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kajikawa J, Daidoji T, Watanabe Y, Arai Y, Hirose R, Nakaya T.
  • 学会等名: 第65回日本ウイルス学会学術集会
• [備考] 京都府立医科大学・医学研究科・感染病態学
  • URL: http://www.f.kpu-m.ac.jp/k/did/