2020 年度実施状況報告書

麻疹ウイルスの進化が引き起こす亜急性硬化性全脳炎の発症機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号	20K07527
研究機関	九州大学
研究代表者	白銀勇太九州大学, 医学研究院, 助教 (40756988)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード	麻疹ウイルス / 亜急性硬化性全脳炎 / 神経病原性 / ウイルス進化 / 膜融合 / エンベロープウイルス / シス作用性受容体
研究実績の概要	麻疹ウイルスは麻疹の病原ウイルスであるが、稀に脳に持続感染が成立して亜急性硬化性全脳炎（SSPE）を引き起こす。私たちは麻疹ウイルスが神経で増殖しSSPEを発症するメカニズムの解明を目指している。研究計画に基づき、私たちはcisに作用する麻疹ウイルスの神経受容体の候補分子Xについて、ヒト胎生癌細胞株NT2をレチノイン酸で神経細胞に分化させた分化NT2細胞における発現を調べた。ウエスタンブロット法により、分化NT2細胞における候補分子Xの発現が確認された。またマウス初代培養細胞をマウス胎仔より分離し、定量PCR法により同じく候補分子Xが発現していること、また変異Fを持つ麻疹ウイルスが増殖可能であることを確認した。次に遺伝子Xに対するshRNAを発現するレンチウイルスベクターを用いて、マウス初代培養細胞で候補分子Xのノックダウンを実施し、変異麻疹ウイルスの増殖が抑制されることを確認した。これはSSPEなどの神経病原性を持つ麻疹ウイルスの増殖に宿主の候補分子Xが重要な役割を果たしていることを示している。また共免疫沈降法により、候補分子Xは麻疹ウイルスの受容体結合タンパク質Hと同一膜上に発現した時に相互作用することも明らかにされた。しかし、精製したHタンパク質のヘッドドメインと候補分子Xの細胞外ドメインを表面プラズモン共鳴法で解析したところ、有意な相互作用は検出されなかった。このことより、候補分子XとHタンパク質との相互作用は今回用いた以外の領域によってなされるか、ないしは相互作用を媒介する第三の分子がある可能性が示唆された。以上の実験から、候補分子Xは神経病原麻疹ウイルスの神経での増殖に重要な役割を果たすcis作用性受容体であることが明らかにされた。研究成果をまとめた論文は現在投稿中であり、近日中の公開を目指している。
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当初の計画通り、私たちは候補分子Xが麻疹ウイルスの神経に重要な役割を果たす宿主因子であることを実験的に確認することができた。候補分子Xと麻疹ウイルスの受容体結合タンパク質Hの相互作用については予定していた表面プラズモン共鳴法では確認することができなかったが、その代わりに共免疫沈降法を用いることで相互作用することが証明された。よって初年度の目標である候補分子Xが麻疹ウイルスのシス作用性受容体であることの証明はなされたものと考える。研究成果を論文として投稿中であり、近日中に公開されることを見込んでいる。
今後の研究の推進方策	引き続き研究計画に沿って研究を推進していきたい。特に候補分子Xのスプライシングバリアントに関しては、現時点で特定のスプライシングバリアントが機能的であるというデータを得ている。引き続き解析を進めることで、候補分子Xがどのように受容体として機能するのか、構造学的なメカニズムが明らかになっていくことが期待される。また候補分子Xと受容体結合タンパク質Hの相互作用部位を同定し、その領域に変異を導入することで、神経受容体を利用できない組換え麻疹ウイルス（神経受容体ブラインドウイルス）の作製を試みたい。神経ブラインドウイルスをハムスターやマウス、サルなどの動物モデルの脳に感染させることで、神経受容体の利用が脳炎の発症に必須であることをよりクリアに示すことができると考えている。また相互作用部位を同定し、その情報をもとに候補分子Xと受容体結合タンパク質Hの相互作用を構造学的に解明するため、結晶構造解析などの手法を検討したい。また麻疹ウイルス以外のウイルスでシス作用性受容体を検索し、その概念の拡大を図りたい。私たちはすでにムンプスウイルスでその候補分子を同定している。
次年度使用額が生じた理由	研究計画に基づき実施した実験が順調に進展し、その一方で新型コロナウイルスによる影響による研究活動への制限や物品の納入の遅れもあり、当初予定した額よりも本年度の使用額は少なくなった。次年度にかけて、ワクチンの普及などで新型コロナウイルスの影響も軽減し、研究活動が従来と同等のペース（ないしはそれ以上）で実施可能になっていくことが予測されたため、次年度以降に使用することで研究効率を上げることができるものと考えた。使用用途に関しては主に物品費に充てる予定である。