| 研究課題/領域番号 |
17K08858
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
定岡 知彦 神戸大学, 医学研究科, 助教 (00435893)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 水痘帯状疱疹ウイルス / 弱毒生ワクチン / 弱毒化メカニズム |
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| 研究実績の概要 |
本研究ではヒトヘルペスウイルスにおいて唯一有効なワクチンである、水痘帯状疱疹ウイルス弱毒生ワクチン株の、いまだ明らかでない弱毒化機構を分子レベルで明らかにし、ワクチンのない他のヒトヘルペスウイルスに対するワクチン開発につながる基礎知見を得ることを最大の目標とする。本研究課題では、すべてのヘルペスウイルスにおいて保存される、ウイルス粒子エンベロープ 糖タンパク glycoprotein B において新たに同定した、水痘帯状疱疹ウイルス弱毒生ウイルス作製過程で「野生株ウイルスより消失した」1アミノ酸変化を生じる一塩基多型の溶解感染および潜伏感染における機能解析を通して、弱毒化機構を明らかにすることを目的として研究を行っている。
研究開始時点において、水痘帯状疱疹ウイルス親株をベースとした、遺伝子背景が完全に相同で一塩基多型のみが異なる組換えウイルスの作製を完了し、別々に感染させたとき、ワクチン株に残存する一塩基多型(アデニン)をもつ組換えウイルスの溶解感染拡大が、2 種類のヒト培養細胞において減弱していることを明らかとしていた。
平成29年度は、水痘帯状疱疹ウイルスワクチン株をベースとした、遺伝子背景が完全に相同で一塩基多型のみが異なる組換えウイルス2種類の作製を完了した。さらに上記親株と同様の方法により、2 種類のヒト培養細胞にそれぞれの一塩基多型のみが異なる組換えウイルスを感染させることにより、ワクチン株をベースとした組換えウイルスであっても、親株由来の一塩基多型を保持する場合には、ワクチン株よりも感染拡大能力が野生株ウイルスに近づくことを明らかとした。
以上より、遺伝子背景が野生株であっても、ワクチン株であっても、新たに同定した一塩基多型が、水痘帯状疱疹ウイルスワクチン株の弱毒化に関わっていることを明らかにした。
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| 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
当初の計画において、平成29年度は1.水痘帯状疱疹ウイルス親株をベースとしたワクチン株様ウイルスの作出と、2.組換えウイルスを用いた溶解感染、潜伏感染における表現型の比較による、ORF31一塩基多型が影響する glycoprotein B 機能とその作用点の同定を目標としていた。
1の研究テーマにおいては、親株をベースとしたワクチン株様ウイルスの作出とともに、ワクチン株をベースとした親株様のウイルス作出を完了しており、当初の予定よりも進展している。
2の研究テーマについては、対立する一塩基多型を持つウイルス同士が同時に存在するときのみ、ワクチン株由来ウイルスの侵入が遅れることを明らかとしている。現在までに水痘帯状疱疹ウイルスが感染可能な5種類の培養細胞を使用しているが、それぞれ単独のウイルスを用いた場合には、感染による細胞間伝播は減弱しているが、感染した細胞を回収し新たな細胞へ感染拡大するときには、さほど弱毒化されていないことが明らかとなっている。また、製造レベルでワクチン株産生に使用されるヒト線維芽細胞においては、ほぼ全ての感染段階において、ワクチン株は野生株と同様の感染拡大能力を有することが明らかとなった。ただし、感染細胞よりcell-freeウイルスを調整するときのみ、ワクチン株では野生株と同じ力価のウイルスを得ることができず、このことより、ワクチン株の弱毒化ポイントは感染性ウイルス粒子の形成にあることが推察される。
以上より、概ね当初の予定よりも進展しているが、培養細胞レベルでの弱毒化メカニズムの作用点が絞りきれていない点があり、全体としては当初の予定通りの進展であると評価できる。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在までに実施した研究において、ヒト多能性幹細胞由来神経細胞と、ヒト網膜色素上皮細胞における感染において、野生型ウイルスとワクチン型ウイルスの増殖性の違いが顕著であるという知見を得ている。ヒト多能性幹細胞由来神経細胞においては、溶解感染と潜伏感染の両方におけるワクチン株弱毒化メカニズムを評価できる実験系である。またヒト網膜色素上皮細胞においての感染は、がん細胞でない正常細胞を用いた感染実験が可能であり、また本細胞はヒト生体においても水痘帯状疱疹ウイルスが病原性を発揮する標的細胞であり、この細胞を用いた実験を進めて行くことで、動物実験モデルが存在しない水痘帯状疱疹ウイルスにおいて、よりヒト体内に則した実験が可能となることが期待される。
今後は、上記3種類の実験システム（神経細胞における、溶解感染システム、潜伏感染システム、網膜色素上皮細胞における溶解感染システム）を用いて、当初の研究計画通り、glycoprotein B における 1 アミノ酸の相違により結合が変化する宿主因子のプロテオーム解析による同定と、glycoprotein B と結合する宿主因子の感染における機能解析を推進して行く。
また、ヒト多能性幹細胞由来神経細胞については、ヒト体内における水痘帯状疱疹ウイルス潜伏感染細胞である知覚神経細胞を用いた実験系を現在構築中であり、可能な限りこちらを用いた実験にシフトして行く予定である。
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