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2016 年度 実施状況報告書

HIV粒子内への逆転写プライマー取込み阻害因子を基盤とする多剤耐性克服戦略

研究課題

研究課題/領域番号 16K18922
研究機関熊本大学

研究代表者

岸本 直樹  熊本大学, 大学院生命科学研究部(薬), 助教 (80756148)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードHIV-1 / 宿主因子 / GAPDH / 逆転写反応 / tRNALys3
研究実績の概要

HIV感染症/AIDSの治療において、HIV感染様態の最大の特性である易変異性を克服できていないことから、薬剤耐性ウイルスの出現による「治療失敗」の例が後を絶たない。これは、既存薬の多くがウイルス性因子を標的としていることに起因している。したがって、多くの治療薬が創出されている現在においても、既存薬とは異なる薬剤の開発が求められている。そこで、ウイルス性因子ではなく、あえて宿主性因子を標的とした新しいHIV治療戦略の構築を目指し、HIV複製を制御する宿主性タンパク質の探索を行い、これまでに解糖系酵素として知られているglyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase(GAPDH)が逆転写反応の開始を阻害することを見出した。
本研究では、GAPDHによるtRNALys3取込み阻害機構の詳細を明らかにすることを目的とした。GAPDHとHIV前駆体タンパク質の相互作用面を同定するために、yeast two-hybrid(Y2H)法とin silicoドックングシミュレーションを行い、GAPDHのC末端領域に存在するヘリックスがウイルス前駆体タンパク質のmatrix protein(MA)領域およびcapsid protein(CA)のN末端領域と相互作用することを示唆する知見を得た。そこでGAPDH、MAまたはCA変異体を作製し、再度Y2H法を行ったところ、相互作用を消失する変異体が得られた。さらに、相互作用が消失したGAPDH変異体を強制発現させた細胞より産生されるウイルスでは、予想通りtRNALys3取込みが上昇し、感染価も上昇した。これらの結果は、GAPDH のC末端領域がウイルス前駆体タンパク質のMAおよびCA領域と相互作用することで、tRNALys3のウイルス粒子内への取込み阻害機能を発揮していることを強く示唆する。

現在までの達成度 (区分)
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

本研究では、GAPDHとウイルス前駆体タンパク質の相互作用残基の同定をY2H法とin silico解析により行った。そして、Y2H法とin silico解析を相互に行い精査することで、これらふたつのタンパク質の相互作用残基を同定した。また、これら残基への変異を導入しGAPDHの細胞内での発現は、GAPDH過剰発現時に低下するウイルス粒子内へのtRNALys3取込みを回復させた。これらの結果より、GAPDHとウイルス前駆体タンパク質の相互作用モデルを構築できたことから、おおむね計画通りに研究を展開できたと考えている。

今後の研究の推進方策

これまでの結果より、GAPDHはそのかさ高さによってウイルス前駆体タンパク質を介したtRNALys3のウイルス粒子内への取込みを阻害していることが想定される。そこで、GAPDHによるtRNALys3取込み阻害機構を増強する方法を目指す。計画書に則り、GAPDH4量体を安定化させる、またはGAPDH多量体形成を促す候補化合物をY2H法とin silico解析を基に行う。さらに、得られた候補化合物を HIV 産生細胞に処理し、HIV 感染インジケータ細胞を用いた感染阻害効果の有無や定量的PCRを用いたtRNALys3取込み量の減少の有無等を評価し、tRNALys3 取込み 阻害効果が見られたものに関しては、ヒト末梢血単核球を用い薬剤耐性株での評価を行う。

次年度使用額が生じた理由

相互作用解析に用いる抗体を購入予定であったが、熊本地震の影響で2016年度中には行えなかったため次年度使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

次年度使用額は抗体の購入に用いる。購入した抗体を用いた解析の結果を踏まえ、プライマリー細胞を用いた実験を見据えて助成金を使用する。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Virion-incorporated alpha-enolase suppresses the early stage of HIV-1 reverse transcription.2017

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto N, Iga N, Yamamoto K, Takamune N, Misumi S.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      巻: 484 ページ: 278-284

    • DOI

      0.1016/j.bbrc.2017.01.096.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The C-terminal domain of glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase plays an important role in suppression of tRNALys3 packaging into human immunodeficiency virus type-1 particles.2016

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto N, Onitsuka-Kishimoto A, Iga N, Takamune N, Shoji S, Misumi S.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophy. Rep.

      巻: 8 ページ: 325-332

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] HIVカプシドタンパク質Thr216リン酸化は脱殻反応のタイミングを調節する2016

    • 著者名/発表者名
      曽根将平、堂地赳生、高宗暢暁、岸本直樹、三隅将吾
    • 学会等名
      第33回 日本薬学会九州支部大会
    • 発表場所
      鹿児島(鹿児島大学郡元キャンパス)
    • 年月日
      2016-12-03 – 2016-12-04
  • [学会発表] HIV-1カプシドタンパク質と相互作用を有する新規宿主因子の探索2016

    • 著者名/発表者名
      山田芽衣、岸本直樹、高宗暢暁、三隅将吾
    • 学会等名
      第30回 日本エイズ学会学術集会
    • 発表場所
      鹿児島(かごしま県民交流センター)
    • 年月日
      2016-11-24 – 2016-11-26
  • [学会発表] HIV-1 p2gag peptide plays a role in the ATP production in the post-entry step2016

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kishimoto, Nobutoki Takamune, Shinya Suzu, Shogo Misumi
    • 学会等名
      2nd Kumamoto IRCMS International Symposium and 17th KUMAMOTO AIDS Seminar
    • 発表場所
      Kumamoto (Kumamoto Kenmin Koryukan-Parea)
    • 年月日
      2016-10-31 – 2016-11-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Phosphorylation of human immunodeficiency virus type-1 capsid protein at threonine 216 is required for the uncoating2016

    • 著者名/発表者名
      Shohei Sone, Naoki Kishimoto, Dochi Takeo, Nobutoki Takamune, Shogo Misumi
    • 学会等名
      2nd Kumamoto IRCMS International Symposium and 17th KUMAMOTO AIDS Seminar
    • 発表場所
      Kumamoto (Kumamoto Kenmin Koryukan-Parea)
    • 年月日
      2016-10-31 – 2016-11-02
  • [学会発表] HIV-1 capsidタンパク質の機能を制御する新規宿主因子の探索2016

    • 著者名/発表者名
      秋田彩乃、堂地赳生、岸本直樹、高宗暢暁、三隅将吾
    • 学会等名
      第89回日本生化学会
    • 発表場所
      宮城(仙台国際センター/東北大学川内北キャンパス)
    • 年月日
      2016-09-25 – 2016-09-27
  • [学会発表] 解糖系酵素GAPDH、ENO1がHIV-1粒子内に取込まれる意義の解明2016

    • 著者名/発表者名
      伊賀望、岸本直樹、鬼塚彩乃、桐原知江、高宗暢暁、庄司省三、三隅将吾
    • 学会等名
      第15回 次世代を担う若手ファーマ・バイオフォーラム2016
    • 発表場所
      大阪(大阪大学大学院薬学研究科)
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-11
  • [学会発表] HIV脱殻過程に要求されるカプシドタンパク質Thr216リン酸化2016

    • 著者名/発表者名
      曽根将平、堂地赳生、高宗暢暁、岸本直樹、三隅将吾
    • 学会等名
      第15回 次世代を担う若手ファーマ・バイオフォーラム2016
    • 発表場所
      大阪(大阪大学大学院薬学研究科)
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-11
  • [学会発表] HIV p2 peptideによる電子伝達系複合体IV活性調節とウイルス複製2016

    • 著者名/発表者名
      岸本直樹、小川実菜子、竹元雄輝、角真太郎、井上大奨、高宗暢暁、庄司省三、鈴伸也、三隅将吾
    • 学会等名
      平成28年度 日本生化学会九州支部例会
    • 発表場所
      鹿児島(鹿児島大学郡元キャンパス)
    • 年月日
      2016-05-14 – 2016-05-15
  • [学会発表] HIV-1病原性因子Nefの翻訳に重要な領域と感染性への影響2016

    • 著者名/発表者名
      渡邉俊輝、長峰啓志郎、岸本直樹、三隅将吾、高宗暢暁
    • 学会等名
      平成28年度 日本生化学会九州支部例会
    • 発表場所
      鹿児島(鹿児島大学郡元キャンパス)
    • 年月日
      2016-05-14 – 2016-05-15
  • [学会発表] HIV-1 capsid タンパク質と相互作用するHIV-1感染制御因子の探索2016

    • 著者名/発表者名
      秋田彩乃、堂地赳生、岸本直樹、高宗暢暁、三隅将吾
    • 学会等名
      平成28年度 日本生化学会九州支部例会
    • 発表場所
      鹿児島(鹿児島大学郡元キャンパス))
    • 年月日
      2016-05-14 – 2016-05-15
  • [備考] 熊本大学大学院生命科学研究部環境分子保健学分野ウェブページ

    • URL

      http://www.pharm.kumamoto-u.ac.jp/Labs/emhs/

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公開日: 2018-01-16  

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