E型肝炎ウイルスの感染初期過程に関与する宿主因子の同定と機能解析

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 16K08817
• 研究機関: 自治医科大学
• 研究代表者: 長嶋 茂雄 自治医科大学, 医学部, 講師 (60433116)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: E型肝炎ウイルス / 感染初期過程 / 受容体 / 細胞侵入 / 感染感受性 / マイクロアレイ

研究実績の概要

E型肝炎ウイルス (HEV) はノンエンベロープウイルスでありながら、培養細胞および血液由来の粒子表面には、細胞由来の脂質膜およびウイルスのORF3蛋白質が存在することが明らかとなっている。これらの形態の異なるHEV粒子は共に培養細胞への感染性を有しているが、その詳細は解明されていない。本年度はHEVの感染受容体の同定に向けて解析を行った。
これまでの解析により、膜に覆われたHEVの受容体として細胞膜貫通型の蛋白質ファミリーの関与が示唆されている。本年度は、siRNAを用いてこの蛋白質ファミリーに属する12種類の蛋白質をそれぞれノックダウンした細胞に粒子形態の異なるHEVを接種し、ウイルスの増殖効率を網羅的に解析した。その結果、膜に覆われていない粒子では細胞内侵入に影響がなく、膜に覆われた粒子でのみ細胞内への侵入が阻害される受容体候補蛋白質を同定することができた。さらに、特異抗体を用いてHEVの細胞内侵入が阻害されるか否かを調査した結果、この蛋白質に対する特異抗体で処理をした細胞において、濃度依存的なHEVの侵入阻害が認められた。このことから、受容体候補蛋白質が膜に覆われたHEVの感染初期過程に関与していることが明らかとなった。
また、HEVの受容体ならびに感染感受性を規定する宿主因子の同定に向けて、すでに樹立した膜に覆われたHEVに対する感染感受性の異なるクローン化PLC/PRF/5細胞からRNAを抽出し、マイクロアレイ解析により細胞間で発現量の異なる遺伝子を同定した。

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

本研究は、①HEV感染の初期過程に関与する受容体の同定、②感染感受性を規定する宿主因子の探索とその機能解析、③細胞内に侵入したHEV粒子の輸送機構を明らかにすることを目的としている。
HEVの受容体の同定に向けては、膜に覆われたHEVの受容体候補と考えられる細胞膜貫通型蛋白質の機能を網羅的に解析し、感染初期に関与する受容体候補蛋白質を同定することができた。今後は、受容体としての機能を解析する予定である。また、感染感受性の異なるPLC/PRF/5細胞を用いたマイクロアレイ解析により、細胞間で発現の異なる遺伝子を同定することができた。これにより、次年度の研究をさらに進展させることが可能となった。
細胞内に侵入したHEVの輸送機構についても一部の解析が終了し、粒子形態により脱殻の過程が異なり、関与する宿主因子にも違いがあることが明らかとなった。
以上のことから、研究は当初の計画通り進捗していると考えている。

今後の研究の推進方策

今後は、受容体候補蛋白質の各種細胞株での発現とHEV感受性の関連について検討を行う。また、CRISPR/Cas9システムを用いて、受容体候補蛋白質をノックアウトした細胞でのHEVの増殖能を調査する。さらに、受容体候補蛋白質を発現していない細胞に、候補蛋白質を発現させた安定発現細胞を作製し、HEVの吸着、細胞内侵入、増殖が誘導されるか否かを検討する予定である。
また、感染感受性の異なるPLC/PRF/5細胞を用いたマイクロアレイ解析により特に有意な差が認められた遺伝子について、ノックダウンを試みる予定である。これにより、HEVの感受性との関連を明らかにし、感染感受性を規定する宿主因子を提示したいと考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Clinical and virological features of acute hepatitis E in Gunma prefecture, Japan between 2004 and 2015. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki Y, Naganuma A, Arai Y, Takeuchi S, Kobayashi T, Takakusagi S, Hatanaka T, Hoshino T, Namikawa M, Hashizume H, Takizawa D, Ohyama T, Suzuki H, Horiguchi N, Takagi H, Sato K, Kakizaki S, Kusano M, Nagashima S, Takahashi M, Okamoto H, Yamada M.
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: 47 ページ: 435-445
  • DOI: 10.1111/hepr.12765
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization and epitope mapping of monoclonal antibodies raised against rat hepatitis E virus capsid protein: An evaluation of their neutralizing activity in a cell culture system. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T, Takahashi M, Tanggis, Mulyanto, Jirintai S, Nagashima S, Nishizawa T, Okamoto H.
  • 雑誌名: Journal of Virological Methods 巻: 233 ページ: 78-88
  • DOI: 10.1016/j.jviromet.2016.03.004
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Analysis of adaptive mutations selected during the consecutive passages of hepatitis E virus produced from an infectious cDNA clone. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nagashima S, Kobayashi T, Tanaka T, Tanggis, Jirintai S, Takahashi M, Nishizawa T, Okamoto H.
  • 雑誌名: Virus Research 巻: 223 ページ: 170-180
  • DOI: 10.1016/j.virusres.2016.07.011
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Production of monoclonal antibodies against the ORF3 protein of rat hepatitis E virus (HEV) and demonstration of the incorporation of the ORF3 protein into enveloped rat HEV particles. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahashi M, Kobayashi T, Tanggis, Jirintai S, Mulyanto, Nagashima S, Nishizawa T, Kunita S, Okamoto H.
  • 雑誌名: Archives of Virology 巻: 161 ページ: 3391-3404
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Characterization of hepatitis E virus cell entry (2016)
  • 著者名/発表者名: Shigeo Nagashima, Tominari Kobayashi, Tanggis, Masaharu Takahashi, Tsutomu Nishizawa, Hiroaki Okamoto
  • 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（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-10-23 – 2016-10-25
• [備考] 自治医科大学医学部 感染・免疫学講座ウイルス学部門 ホームページ
  • URL: http://www.jichi.ac.jp/virology/