遺伝子操作系を用いたロタウイルス感染性および病原性の獲得機構の解明

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K08505
• 研究機関: 藤田保健衛生大学
• 研究代表者: 河本 聡志 藤田保健衛生大学, 医学部, 講師 (60367711)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: ロタウイルス / リバースジェネティクス

研究実績の概要

ロタウイルスは、11本もの多分節２本鎖(ds)RNAをゲノムとして保有する。ウイルスを自己複製する存在として真に理解するためには、感染性ウイルスを用いた検証が必要不可欠である。遺伝子操作系は、ウイルスゲノムへ任意の変異を導入することで、ウイルスを自由に設計し作成することができ、ウイルス感染性や病原性の獲得機構を理解する上で最も強力な手法である。しかしながら、11本ものdsRNA分節をゲノムとするロタウイルスでは、そのゲノム構造の複雑さゆえか、この技術の応用が極めて困難であり、如何なる遺伝子操作系も存在していなかった。2006年にようやく私たちは、ヘルパーウイルスを用いて11本のゲノム分節のうち１本がcDNAに由来する組換えロタウイルスを作製することを可能にする遺伝子操作系の開発に世界に先駆けて成功した（PNAS 103, 2006）。このことは、多分節dsRNAウイルスであるロタウイルスにおいても遺伝子操作系の適用が可能であることを示した。平成28年度の研究成果として、この系を発展させることで、全11本のゲノム分節がcDNA由来の感染性ロタウイルスを作製する技術についても、大阪大学微生物病研究所との共同研究により、開発に成功した（PNAS 114, 2017）。この技術は、いまだその詳細が明らかではないロタウイルス感染や病原性発現の機構の理解のみならず、次世代ワクチンや腸管指向性ロタウイルスベクターの開発に大きく貢献するものと期待される。

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

ロタウイルスゲノムをコードする11本のプラスミドとともに、コウモリレオウイルス由来の細胞融合性蛋白質FASTとワクシニアウイルス由来のRNAキャッピング酵素をコードしたプラスミドの計14本のプラスミドをT7 RNAポリメラーゼを恒常的に発現する培養細胞（BHK-T7）に導入することで、全11本のゲノム分節がcDNA由来の感染性ロタウイルスの作成が可能となった。

今後の研究の推進方策

以前のヘルパーウイルスを用いた遺伝子操作系では解析の対象とすることのできなかったゲノム分節についても解析対象とする。ロタウイルスゲノムへ導入する部位特異的変異が致死的でない限りは組換えロタウイルスを回収することができるこの新規の遺伝子操作系を展開することで、ロタウイルス複製や病原性発現の機構についての研究の著しい展開を目指す。

次年度使用額が生じた理由

本年度は研究が大きく展開したことから、実支出額が当該年度受領額を大きく上回ったものの、前年度からの繰越金があったために次年度使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

次年度も、トランスフェクション試薬や細胞培養プラスチック器具が大量に必要であり、これらを購入するために、次年度使用額をあわせて使用する。

研究成果

• [雑誌論文] Identification and characterization of a human G9P[23] rotavirus strain from a child with diarrhoea in Thailand: evidence for porcine-to-human interspecies transmission (2017)
  • 著者名/発表者名: Komoto S, Tacharoenmuang R, Guntapong R, Ide T, Sinchai P, Upachai S, Fukuda S, Yoshikawa T, Tharmaphornpilas P, Sangkitporn S, Taniguchi K.
  • 雑誌名: J Gen Virol 巻: Epub ahead of print ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1099/jgv.0.000722
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Oral administration of Bifidobacterium bifidum G9-1 alleviates rotavirus gastroenteritis through regulation of intestinal homeostasis by inducing mucosal protective factors (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawahara T, Makizaki Y, Oikawa Y, Tanaka Y, Maeda A, Shimakawa M, Komoto S, Moriguchi K, Ohno H, Taniguchi K
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12(3) ページ: e0173979
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0173979
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Burden of rotavirus and enteric bacterial pathogens among children under five years old hospitalized with diarrhea in suburban and rural areas in Kenya (2017)
  • 著者名/発表者名: Shah M, Odoyo E, Wandera E, Kathiiko C, Bundi M, Miringu G, Guyo S, Komoto S, Nyangao J, Karama M, Tsuji T, Taniguchi K, Morita K, Ichinose Y
  • 雑誌名: Jpn J Infect Dis 巻: Epub ahead of print ページ: 印刷中
  • DOI: 10.7883/yoken.JJID.2016.398
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Entirely plasmid-based reverse genetics system for rotaviruses (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanai Y, Komoto S, Kawagishi T, Nouda R, Nagasawa N, Onishi M, Matsuura Y, Taniguchi K, Kobayashi T
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 114(9) ページ: 2349-2354
  • DOI: 10.1073/pnas.1618424114
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Rotavirus vaccine strain transmission by vaccinated infants in the foster home (2017)
  • 著者名/発表者名: Miura H, Kawamura Y, Sugata K, Koshiyama N, Yoshikawa A, Komoto S, Taniguchi K, Ihira M, Yoshikawa T
  • 雑誌名: J Med Virol 巻: 89(1) ページ: 79-84
  • DOI: 10.1002/jmv.24613
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular epidemiology of rotavirus gastroenteritis in Central Kenya before vaccine introduction, 2009-2014 (2017)
  • 著者名/発表者名: Wandera EA, Mohammad S, Komoto S, Maeno Y, Nyangao J, Ide T, Kathiiko C, Odoyo E, Tsuji T, Taniguchi K, Ichinose Y
  • 雑誌名: J Med Virol 巻: 89(5) ページ: 809-817
  • DOI: 10.1002/jmv.24691
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Predominant prevalence of human rotaviruses with the G1P[8] and G8P[8] genotypes with a short RNA profile in 2013 and 2014 in Sukhothai and Phetchaboon provinces, Thailand (2017)
  • 著者名/発表者名: Guntapong R, Tacharoenmuang R, Singchai P, Upachai S, Sutthiwarakom K, Komoto S, Tsuji T, Tharmaphornpilas P, Yoshikawa T, Sangkitporn S, Taniguchi K
  • 雑誌名: J Med Virol 巻: 89(4) ページ: 615-620
  • DOI: 10.1002/jmv.24669
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Full Genome Characterization of Novel DS-1-Like G8P[8] Rotavirus Strains that Have Emerged in Thailand: Reassortment of Bovine and Human Rotavirus Gene Segments in Emerging DS-1-Like Intergenogroup Reassortant Strains (2016)
  • 著者名/発表者名: Tacharoenmuang R, Komoto S, Guntapong R, Ide T, Sinchai P, Upachai S, Yoshikawa T, Tharmaphornpilas P, Sangkitporn S, Taniguchi K
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11(11) ページ: e0165826
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0165826
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Whole genomic analysis of bovine group A rotavirus strains A5-10 and A5-13 provides evidence for close evolutionary relationship with human rotaviruses (2016)
  • 著者名/発表者名: Komoto S, Pongsuwanna Y, Tacharoenmuang R, Guntapong R, Ide T, Higo-Moriguchi K, Tsuji T, Yoshikawa T, Taniguchi K
  • 雑誌名: Vet Microbiol 巻: 195 ページ: 37-57
  • DOI: 10.1016/j.vetmic.2016.09.003
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Whole genome sequences of Japanese porcine species C rotaviruses reveal a high diversity of genotypes of individual genes and will contribute to a comprehensive, generally accepted classification system (2016)
  • 著者名/発表者名: Niira K, Ito M, Masuda T, Saitou T, Abe T, Komoto S, Sato M, Yamasato H, Kishimoto M, Naoi Y, Sano K, Tuchiaka S, Okada T, Omatsu T, Furuya T, Aoki H, Katayama Y, Oba M, Shirai J, Taniguchi K, Mizutani T, Nagai M
  • 雑誌名: Infect Genet Evol 巻: 44 ページ: 106-13
  • DOI: 10.1016/j.meegid.2016.06.041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Whole genomic analysis of human and bovine G8P[1] rotavirus strains isolated in Nigeria provides evidence for direct bovine-to-human interspecies transmission (2016)
  • 著者名/発表者名: Komoto S, Adah MI, Ide T, Yoshikawa T, Taniguchi K
  • 雑誌名: Infect Genet Evol 巻: 43 ページ: 424-33
  • DOI: 10.1016/j.meegid.2016.06.023
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Emergence of unusual DS-1-like G8P[8] rotavirus strains in Thailand (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Komoto, Tomihiko Ide, Ratana Tacharoenmuang, Ratigorn Guntapong, Saori Fukuda, Takao Tsuji, Tetsushi Yoshikawa, Piyanit Tharmaphornpilas, Somchai Sangkitporn, Koki Taniguchi
  • 学会等名: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-10-23 – 2016-10-25
• [学会発表] Full genomic analysis of Nigerian human and bovine G8P[1] rotairuses provides evidence for direct bovine-to-human interspecies transmission (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomihiko Ide, Satoshi Komoto, Adah Mohammed Ignatius, Saori Fukuda, Koki Taniguchi
  • 学会等名: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-10-23 – 2016-10-25
• [学会発表] Oral administration of Bifidobacterium bifidum G9-1 alleviates rotavirus gastroenteritis in sucking mice (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Kawahara, Yutaka Makizaki, Yosuke Oikawa, Yoshiki Tanaka, Masaki Shimakawa, Satoshi Komoto, Kyoko Moriguchi, Hiroshi Ohno, Koki Taniguchi
  • 学会等名: 第64回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-10-23 – 2016-10-25