口蹄疫、豚コレラウイルス由来IRES共通因子の探索と制御に向けた基礎的研究

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H03164
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 小原 恭子 鹿児島大学, 農水産獣医学域獣医学系, 教授 (20225478)
• 研究分担者: 岡林 環樹 宮崎大学, 農学部, 教授 (10359995) ; 迫田 義博 北海道大学, 獣医学研究院, 教授 (40333637)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: IRES / FMDV / CSFV

研究実績の概要

口蹄疫や豚熱は一度発生すると畜産業に甚大な被害を与える家畜伝染病で、制圧に多国間の協力を要する越境性動物疾病である。これらの原因ウイルスである口蹄疫ウイルス(FMDV)や豚熱ウイルス(CSFV)のゲノム5’端には、長い非翻訳領域(IRES)が存在し、リボゾームが認識してウイルス蛋白質合成を開始する。IRESを標的にして複製を抑制できる事が同属ウイルスで報告されており、IRES遺伝子配列が比較的保存している事からより広いスペクトラムの抗ウイルス作用の標的となる事が期待できる。これまでに、FMDV-IRESやCSFV-IRESを標的としたshRNA発現ベクターを開発し、IRES阻害効果を確認している。このうち、FMDV-IRESのshRNAは、FMDVの7血清型で保存した遺伝子領域を標的としている。また、FMDV-IRESに作用する宿主因子については、IRES活性を阻害するフランス松樹液のピクノジュノール(PYC)を作用した際に発現が変化するものをマイクロアレイで解析し、大きく発現抑制される宿主因子に対してsiRNAを設計してこれら因子の関与を確認した。同時にこれらの因子のうち、CSFV-IRESでも作用する因子をsiRNAで確認した。作用の強いものから、polycystic kidney disease 1-like 3 (PKD1L3)、ubiquitin-specific peptidase 31 (USP31)が同定されている(Ide et al., Sci. Rep., accepted 2022)。今後は、これらの因子の生体におけるIRES制御作用を解明するため、ノックアウトマウスの樹立を実施する予定である。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

フランス松樹液のPYCのFMDV, CSFV-IRES活性抑制効果を見出し、それらが、PKD1L3, USP31というこれまでIRES活性との関与を全く報告されいない因子を介している事を明らかにした。また、PKD1L3, USP31はFMDDV-IRES, CSFV-IRES共に制御に関与しており、CSFVの複製制御にも関わることを明らかにして報告した(Ide et al., Scientific Reports 2022, accepted)。

今後の研究の推進方策

1) FMDV-IRES, CSFV-IRESを標的としたshRNA発現ベクターが完成したため、これを用いてIRES活性やウイルス複製への効果を検証する。2)FMDV-IRESに作用する宿主因子の探索をPYC処理後マイクロアレイ法を用いて行なっている。候補となる宿主因子のIRESにおける作用については、siRNA等を用いて検証を進める。3) FMDV-IRES作用する宿主因子のうち、CSFV-IRESにも作用する因子を探索する。4)これらの共通因子のうち、FMDVやCSFVの複製にも作用する因子を探索する。5)FMDV-IRES, CSFV-IRESに共通に作用する因子が生体内で示す作用を明らかにするため、これらの因子を発現しないノックアウトマウスの樹立を行う。これらのマウス体内でのFMDV, CSFV-IRES活性の変化や、これらのウイルスの複製に対する効果の解析を進める。 6)これらの知見から、FMDV, CSFV抵抗性家畜の樹立に必要な知見を得る。
7)産業動物防疫コンソーシアムや共同研究を通じてFMDV, CSFVへの抗ウイルス活性評価系の樹立を進める。

研究成果

• [国際共同研究] モロッコパスツール研究所(モロッコ)
  • 国名: モロッコ
  • 外国機関名: モロッコパスツール研究所
• [国際共同研究] パツカリ科学技術大学(バングラデシュ)
  • 国名: バングラデシュ
  • 外国機関名: パツカリ科学技術大学
• [雑誌論文] 1.Characterization of host factors commonly working in the internal ribosomal entry sites of foot-and-mouth disease and classical swine fever virus. (2022)
  • 著者名/発表者名: Yutaro Ide, Bouchra Kitab, Nobumasa Ito, Riai Okamoto, Yui Tamura, Takafumi Matsui, Yoshihiro Sakoda, and Kyoko Tsukiyama-Kohara.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: accepted ページ: accepted
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mammalian animal models for dengue virus infection: a recent overview. (2022)
  • 著者名/発表者名: Kayesh MEH, Tsukiyama-Kohara K.
  • 雑誌名: Arch Virol. 巻: 167 ページ: 31-44
  • DOI: 10.1007/s00705-021-05298-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Basic Study for Vaccine Development Targeting Virus Infections. (2021)
  • 著者名/発表者名: Tsukiyama-Kohara K, Kohara M.
  • 雑誌名: Viruses 巻: 14 ページ: 57
  • DOI: 10.3390/v14010057
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Longer poly(U) stretches in the 3′UTR are essential for replication of the hepatitis C virus genotype 4a clone in in vitro and in vivo. (2021)
  • 著者名/発表者名: Asako Takagi, Yutaka Amako, Daisuke, Yamane, Bouchra Kitab, Yuko Tokunaga, Ahmed El-Gohary, Michinori Kohara, Kyoko Tsukiyama-Kohara
  • 雑誌名: Front. Microbiol. 巻: 12 ページ: 76816
  • DOI: 10.3389/fmicb.2021.764816.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An Overview of Recent Insights into the Response of TLR to SARS-CoV-2 Infection and the Potential of TLR Agonists as SARS-CoV-2 Vaccine Adjuvants. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kayesh MEH, Kohara M, Tsukiyama-Kohara K.
  • 雑誌名: Viruses 巻: 18 ページ: 2302
  • DOI: 10.3390/v13112302.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Recent Insights Into the Molecular Mechanism of Toll-Like Receptor Response to Dengue Virus Infection. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kayesh MEH, Kohara M, Tsukiyama-Kohara K.
  • 雑誌名: Front. Microbiol. 巻: 16 ページ: 744233
  • DOI: 10.3389/fmicb.2021.744233.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Non-primate hepacivirus transmission and prevalence: Novel findings of virus circulation in horses and dogs in Morocco. (2021)
  • 著者名/発表者名: Abbadi I, Lkhider M, Kitab B, Jabboua K, Zaidane I, Haddaji A, Nacer S, Matsuu A, Pineau P, Tsukiyama-Kohara K, Benjelloun S, Ezzikouri S
  • 雑誌名: Infect Genet Evol. 巻: 93 ページ: 104975
  • DOI: 10.1016/j.meegid.2021.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Development and Characterization of a Highly Sensitive NanoLuciferase-Based Immunoprecipitation System for the Detection of Anti-Influenza Virus HA Antibodies. (2021)
  • 著者名/発表者名: Honda T, Gomi S, Yamane D, Yasui F, Yamamoto T, Munakata T, Itoh Y, Ogasawara K, Sanada T, Yamaji K, Yasutomi Y, Tsukiyama-Kohara K, Kohara M.
  • 雑誌名: mSphere 巻: 12 ページ: e01342-20
  • DOI: 10.1128/mSphere.01342-20.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Macrocyclic peptides exhibit antiviral effects against influenza virus HA and prevent pneumonia in animal models. (2021)
  • 著者名/発表者名: Saito M, Itoh Y, Yasui F, Munakata T, Yamane D, Ozawa M, Ito R, Katoh T, Ishigaki H, Nakayama M, Shichinohe S, Yamaji K, Yamamoto N, Ikejiri A, Honda T, Sanada T, Sakoda Y, Kida H, Le TQM, Kawaoka Y, Ogasawara K, Tsukiyama-Kohara K, Suga H, Kohara M.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 12 ページ: 2654
  • DOI: 10.1038/s41467-021-22964-w.PMID
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Toll-Like Receptor and Cytokine Responses to Infection with Endogenous and Exogenous Koala Retrovirus, and Vaccination as a Control Strategy. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kayesh MEH, Hashem MA, Tsukiyama-Kohara K.
  • 雑誌名: Curr Issues Mol Biol. 巻: 43 ページ: 52-64
  • DOI: 10.3390/cimb43010005.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Toll-Like Receptor Expression Profiles in Koala (Phascolarctos cinereus) Peripheral Blood Mononuclear Cells Infected with Multiple KoRV Subtypes. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kayesh MEH, Hashem MA, Tsukiyama-Kohara K.
  • 雑誌名: Animals 巻: 11 ページ: 983
  • DOI: 10.3390/ani11040983.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Koala retrovirus (KoRV) subtypes and their impact on captive koala (Phascolarctos cinereus) health. (2021)
  • 著者名/発表者名: Hashem MA, Kayesh MEH, Maetani F, Eiei T, Mochizuki K, Ochiai S, Ito A, Ito N, Sakurai H, Asai T, Tsukiyama-Kohara K
  • 雑誌名: Arch Virol. 巻: 166 ページ: 1893-1901
  • DOI: 10.1007/s00705-021-05078-y.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Epidemiological study of KoRV Genotypes in koala in Japanese zoo (2021)
  • 著者名/発表者名: Md Abul Hashem, Mohammad Enamul Hoque Kayesh, Osamu Yamato, Fumie Maetani, Taiki Eiei, Kyoya Mochizuki, Hiroko Sakurai, Ayaka Ito, Hiroki Kannno, Tatsuya Kasahara, Yusuke Amano, and Kyoko Tsukiyama-Kohara
  • 学会等名: KoRV symposium 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Expression Profile Of Toll-like Receptors In Koala (Phascolarctos Cinereus) Peripheral Blood Mononuclear Cells Infected With Multiple Korv Subtypes (2021)
  • 著者名/発表者名: Mohammad Enamul Hoque Kayesh, Md Abul Hashem and Kyoko Tsukiyama-Kohara
  • 学会等名: WSV 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Transmission Of Koala Retrovirus From Parent Koalas To A Joey In A Japanese Zoo (2021)
  • 著者名/発表者名: Md Abul Hashem1, Mohammad Enamul Hoque Kayesh, Fumie Maetani and Kyoko Tsukiyama-Kohara
  • 学会等名: WSV2021
  • 国際学会
• [学会発表] 口蹄疫ウイルスおよび豚熱ウイルスのIRESの機能に関与する共通宿主因子の探索 (2021)
  • 著者名/発表者名: 井手優太郎、伊藤伸将、田村優依、松井孝文、Bouchra Kitab,小原恭子
  • 学会等名: 第164回日本獣医学会
• [学会発表] Koala retrovirus (KoRV) subtypes and their impact on captive koala (Phascolarctos cinereus) health (2021)
  • 著者名/発表者名: Md Abul Hashem, Mohammad Enamul Hoque Kayesh, Fumie Maetani5, Hiroko Sakurai, Takayuki Asai and Kyoko Tsukiyama-Kohara
  • 学会等名: 第164回日本獣医学会
• [備考]
  • URL: http://www.vet.kagoshima-u.ac.jp/TAD/index.html