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2018 年度 実績報告書

ウイルス糖尿病感受性遺伝子の意義とそのメカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 18H02853
研究機関佐賀大学

研究代表者

永淵 正法  佐賀大学, 医学部, 特任教授 (00150441)

研究分担者 高橋 宏和  佐賀大学, 医学部, 講師 (20607783)
安西 慶三  佐賀大学, 医学部, 教授 (60258556)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードウイルス / 糖尿病 / 感受性 / 遺伝子 / インターフェロン / チロシンキナーゼ
研究実績の概要

SJLマウスが有する変異型Tyrosine kinase 2 (Tyk2)遺伝子がEMCV-Dウイルス誘発性糖尿病の感受性を促進していることを報告した(Nat Commun. 2015)。しかし、DBA/2マウスの感受性遺伝子は不明であった。そこで、ウイルス感染2日後のマウスから単離した膵β細胞の遺伝子発現解析により、DBA/2マウスの膵β細胞はInterferon-stimulated genes の発現がウイルス糖尿病抵抗性系統C57BL/6(B6)マウスよりも低いことが明らかとなってきた。特筆すべきは、B6マウスの膵β細胞は自然免疫反応に関わる経路が最も大きく変動しており、なかでも、17個の遺伝子発現が明らかに有意に変化していた。この17個の遺伝子と相互作用のあるハブ遺伝子を探索したところ、Signal transducer and activator of transcription 2 (Stat2)遺伝子が17個中9個の遺伝子と相互作用があった。さらに、Stat2遺伝子の発現は、DBA/2マウスの膵β細胞で明らかに低いことが判明した、しかしながら、DBA/2マウスのStat2遺伝子エキソンおよびプロモーター領域の遺伝子配列はB6マウスと同じであった。また、Stat2遺伝子CpG islandのメチル化状態もB6マウスと同じであった。以上のことからDBA/2マウスにおけるウイルス糖尿病感受性亢進は膵β細胞におけるStat2遺伝子発現上昇の乏しさに起因すると考えられたがさらにその発現制御メカニズムの解明が必要であると考えられた。一方、ヒトの糖尿病誘発性ウイルスの候補であるエンテロウイルスの受容体を膵島細胞特異的に発現するトランスジェニックマウスの作成に取り組んでおり、最近、ようやく3匹のトランスジェニックマウスが誕生した。

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

研究内容の中心は、新規のウイルス糖尿病感受性遺伝子を同定することと、潜在的糖尿病誘発性ウイルスを検出するために、複数のウイルス糖尿病感受性遺伝子を有し、かつヒトのエンテロウイルスが膵島細胞に感染できるマウスの系を開発することである。新規のウイルス糖尿病感受性遺伝子についてはStat2が第一の候補であることが明らとなりつつあり、その制御メカニズムの解析にまで踏み込んでいる。このテーマは順調に進展している。一方、エンテロウイルス受容体を膵島細胞特異的に発現するトランスジェニックマウスの開発はようやく3匹のマウスが誕生した段階である。このマウスを繁殖させ真に膵島細胞特異的に受容体を発現するマウスの系列を樹立する必要がある。そのためにはサザンブロットによるトランスジーンの検定とともに膵島細胞を取り出して発現レベルを評価する必要がある。この系は予定よりやや遅れている。一方、検定すべきエンテロウイルスとしてコクサッキーB1~6、それぞれ3株、総計15株は研究協力者の愛知県衛生研究所皆川洋子所長より分与を受けた。このヒトウイルスについて、培養細胞における増殖、プラックアッセイの確立のためHeLa, Vero, Human Embryonic Fibroblastなどで検討中であり、すでにHeLa細胞における増殖、プラック形成は確認できた。さらに、in vitroにおけるそれぞれの株の増殖、定量については、トランスジェニックマウスの作成と同時
進行で遂行する予定であり、ほぼ順調に実験が行えている。将来、膵島細胞特異的エンテロウイルス受容体発現マウスをウイルス糖尿病高感受性マウスと交配し、潜在的糖尿病誘発性エンテロウイルスの同定のための系を確立するために継続して研究を推進する。最終年度までには研究目的が達成可能な段階になっている。

今後の研究の推進方策

新規のウイルス糖尿病感受性遺伝子について、Stat2が膵島細胞特異的に低下したためであることが明らかとなりつつあり、発現低下の機序の詳細を検討する。現時点ではプロモーター領域の変異が認められないためエンハンサー領域の変異とその意義について解析を進めている。同時に、ヒトウイルス糖尿病の最も重要な候補ウイルスであるエンテロウイルスをマウスの膵島細胞に効率よく感染させる目的で、エンテロウイルス受容体を膵島細胞特異的に発現するトランスジェニックマウスの開発を行なっている。現時点で、3匹のトランスジーン陽性マウスが誕生した。このマウスを繁殖させ、真に膵島細胞特異的に受容体を発現するマウスの系列、特にウイルス受容体の高発現と低発現、2つの系列を樹立する。そのためにはサザンブロットによるトランスジーンの検定とともに膵島細胞を取り出しウイルス受容体の発現レベルを評価し、安定性の高いエンテロウイルス受容体高発現、低発現、それぞれのマウス系列を樹立しなければならない。一方、潜在的糖尿病誘発性を検定すべきヒトエンテロウイルスとして、コクサッキーB1~5、それぞれ3株、計15株を、研究協力者の愛知県衛生研究所皆川洋子氏より分与を受けた。このウイルスについて、培養細胞における増殖、プラックアッセイの確立のため、HeLa, Vero, Human Embryonic Fibroblastなどで検討中である。すでにHeLaおよびVero細胞における増殖、プラック形成は確認できた。今後、ヒト膵島細胞における増殖の検定も行う。並行して、最高レベルのウイルス糖尿病感受性マウスを作成する。具体的には。複数のウイルス糖尿病感受性遺伝子を有し、エンテロウイルス受容体を膵島細胞特異的に発現するマウス系列を確立する。このマウスを用いて、潜在的糖尿病誘発性エンテロウイルスを同定し、将来のワクチン開発へ繋げることを目指す。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Viruses with masked pathogenicity and genetically susceptible hosts- How to discover potentially pathogenic viruses2019

    • 著者名/発表者名
      Seiho Nagafuchi, Keiichiro Mine, Hirokazu Takahashi, Keizo Anzai, Yasunobu Yoshikai
    • 雑誌名

      Journal of Medical Virology

      巻: 未定 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1002/jmv.25472

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ウイルス感染と糖尿病2019

    • 著者名/発表者名
      三根敬一朗、永淵正法、吉開泰信
    • 雑誌名

      別冊 日本臨牀 内分泌症候群

      巻: 第3版 ページ: 84-88

  • [雑誌論文] Model Animal Mimicking Human Virus-induced Diabetes2018

    • 著者名/発表者名
      Keiichiro Mine,Hirokazu Takahashi,Seiho Nagafuchi
    • 雑誌名

      EBioMedicine

      巻: 32 ページ: 8

    • DOI

      10.1016/j.ebiom.2018.05.018

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] EMC-D virus-induced diabetes in DBA/2 mice2018

    • 著者名/発表者名
      Keiichiro Mine, Seiho Nagafuchi, Hirokazu Takahashi, Yasunobu Yoshikai, Hitoe Mori, Yayoi Matsuda, Keizo Anzai
    • 学会等名
      54th Annual Meeting of the European Association for the Study of Diabetes
    • 国際学会
  • [学会発表] 実験的ウイルス糖尿病研究の進歩とこれからの展開2018

    • 著者名/発表者名
      永淵正法
    • 学会等名
      第16回1型糖尿病研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] ウイルス感染による糖尿病発症の遺伝的基盤2018

    • 著者名/発表者名
      永淵正法,小島夫美子,藤本秀士,栗崎宏憲,吉開泰信,安西慶三,三根敬一朗,高橋宏和
    • 学会等名
      第56回糖尿病学会九州地方会
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトウイルス糖尿病感受性遺伝子多型 TYK2 promoter variant(TYK2PV)の同定とその意義2018

    • 著者名/発表者名
      永淵正法,小島夫美子,藤本秀士,栗崎宏憲,吉開泰信,安西慶三,三根敬一朗,高橋宏和
    • 学会等名
      第92回日本感染症学会学術講演会
  • [学会発表] 未知のウイルス糖尿病感受性遺伝子の探索ーウイルス糖尿病予防ワクチン開発を目指してー2018

    • 著者名/発表者名
      永淵正法
    • 学会等名
      第22回日本ワクチン学会
  • [学会発表] TYK2 遺伝子多型,IgE,抗GAD 抗体から考えられた日本人T1D 患者の特徴2018

    • 著者名/発表者名
      三根敬一朗,永淵正法,南昌江,岡田朗,近藤しおり,平川可南子,日比生由美,小島夫美子,栗崎宏憲,藤本秀士,筒信隆,横川泰,吉開泰信,森仁恵,松田やよい,高橋宏和,安西慶三
    • 学会等名
      第61回日本糖尿病学会年次学術集会
  • [学会発表] 2 型糖尿病のインスリン分泌能にTKY2 遺伝子多型が与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      森仁恵,高橋宏和,三根敬一朗,井上佳奈子,松田やよい,小野恭祐,永淵正法,安西慶三
    • 学会等名
      第61回日本糖尿病学会年次学術集会
  • [学会発表] デュラグルチド導入の契機・効果発揮の時系列が詳細に評価できた一例と12 例の使用報告2018

    • 著者名/発表者名
      柴山栄梨香,森松恵美子,小田真理,古家成美,北原奈美,藤野みゆき, 三枝あずさ,梅野守男,永淵正法
    • 学会等名
      第56回糖尿病学会九州地方会
  • [学会発表] DBA/2 マウスにおけるウイルス性1 型糖尿病感受性遺伝子の探索2018

    • 著者名/発表者名
      三根敬一朗,森仁恵,田中賢一,畑野晋也,高橋宏和,吉開泰信,安西慶三,永淵正法
    • 学会等名
      第56回糖尿病学会九州地方会
  • [備考] ウイルス糖尿病予防ワクチン開発プロジェクト

    • URL

      http://diabetic-virus-action.net/

URL: 

公開日: 2023-03-23  

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