高速リバースジェネティクス系を駆使した新興再興ウイルス研究の推進

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H02736
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 福原 崇介 北海道大学, 医学研究院, 教授 (70598739)
• 研究分担者: 小野 慎子 大阪大学, 感染症総合教育研究拠点, 特任准教授(常勤) (30626437) ; 津田 祥美 長崎大学, 高度感染症研究センター, 准教授 (70447051)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: リバースジェネティクス / SARS-CoV-2 / 変異株解析 / 中和能 / in vivo imaging

研究実績の概要

CPER法を駆使した高速リバースジェネティクス法を用いて、(1)変異株の意義の解明や(2)薬剤耐性化機構の解明、(3)効率的な中和能の評価法の開発、(4)In vivo imaging系の開発を行なった。
(1)の変異株の解析では、次々に出現する変異株を日本に感染が拡大するよりも早く遺伝子情報から組替え変異ウイルスを作製することで、変異株の性状解析を行なった。XBB.1.5の変異株解析においては、XBB.1と比較して新たに出現したORF8の欠損変異がMHC関連タンパク質の発現の抑制を介して病原性に関与することを明らかにした（Nature Communications 2023）。
(2)の薬剤耐性化解析においては、抗ウイルス薬であるレムデシビルに対するSARS-CoV-2の耐性化獲得機構を明らかにした。レムデシビル存在下でウイルスを感染継代することで複数の変異が蓄積した。それらの変異を単一で持つ組替えSARS-CoV-2を作製して、レムデシビルの感受性試験を行うことで耐性化に寄与する新たな変異を同定した（PLoS Pathogens 2023）。
(3)の解析では、感染者やワクチン接種を行なった方の血清の中和能をGFP搭載組替えウイルスを用いることで効率的に検討できるようになった（J Virol Methods 2024)。この解析手法を用いて、肝臓移植後で免疫抑制を行なっている患者におけるワクチンの有用性を検証し、抗体誘導能が健常者より悪いことを明らかにした。
(4)の解析では、長波長の生物発光タンパク質であるAkalucを搭載した組替えSARS-CoV-2の作製に成功した。ハムスターにおいて、感染早期では鼻腔、感染後期に肺に感染が移行することを確認できた。またワクチンの有効性もImagingにより評価可能であった（iScience 2024）。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] The development of a rapid, high-throughput neutralization assay using a SARS-CoV-2 reporter (2024)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Rigel、Kamiyama Akifumi、Ito Hayato、Kawashiro Keita、Tomiyama Takahiro、Tamura Tomokazu、Suzuki Saori、Yoshizumi Tomoharu、Hotta Kiyohiko、Fukuhara Takasuke
  • 雑誌名: Journal of Virological Methods 巻: 326 ページ: 114894～114894
  • DOI: 10.1016/j.jviromet.2024.114894
  • 査読あり
• [雑誌論文] A rapid and versatile reverse genetics approach for generating recombinant positive-strand RNA viruses that use IRES-mediated translation (2024)
  • 著者名/発表者名: Tamura Tomokazu、Yamamoto Hirotaka、Ogino Saho、Morioka Yuhei、Tsujino Shuhei、Suzuki Rigel、Hiono Takahiro、Suzuki Saori、Isoda Norikazu、Sakoda Yoshihiro、Fukuhara Takasuke
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 98 ページ: e0163823
  • DOI: 10.1128/jvi.01638-23
• [雑誌論文] Virological characteristics of the SARS-CoV-2 Omicron XBB.1.5 variant (2024)
  • 著者名/発表者名: Tamura Tomokazu、Irie Takashi、Deguchi Sayaka、Kawai Yugo、Ueno Takamasa、Motozono Chihiro、Toyoda Mako、Ikeda Terumasa、Saito Akatsuki、Matsuno Keita、Ito Jumpei、Tanaka Shinya、Sato Kei、Hashiguchi Takao、Takayama Kazuo、Fukuhara Takasuke、The Genotype to Phenotype Japan (G2P-Japan) Consortium
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 15 ページ: 1176
  • DOI: 10.1038/s41467-024-45274-3
  • 国際共著
• [雑誌論文] Virological characteristics of the SARS-CoV-2 BA.2.86 variant (2024)
  • 著者名/発表者名: Tamura Tomokazu、Mizuma Keita、Nasser Hesham、Nagashima Mami、Sadamasu Kenji、Yoshimura Kazuhisa、Saito Akatsuki、Ito Jumpei、Irie Takashi、Tanaka Shinya、Zahradnik Jiri、Ikeda Terumasa、Takayama Kazuo、Matsuno Keita、Fukuhara Takasuke、Sato Kei
  • 雑誌名: Cell Host and Microbe 巻: 32 ページ: 170～180.e12
  • DOI: 10.1016/j.chom.2024.01.001
  • 国際共著
• [雑誌論文] Multiple mutations of SARS-CoV-2 Omicron BA.2 variant orchestrate its virological characteristics (2023)
  • 著者名/発表者名: Kimura Izumi、Yamasoba Daichi、Sawa Hirofumi、Tanaka Shinya、Tsuda Masumi、Wang Lei、Oda Yoshikata、Ueno Takamasa、Tabata Kaori、Fukuhara Takasuke、Sato Kei
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 97 ページ: e0101123
  • DOI: 10.1128/jvi.01011-23
• [雑誌論文] Prolonged shedding of viable SARS‐CoV‐2 in immunocompromised patients with haematological malignancies: A prospective study (2023)
  • 著者名/発表者名: Ichikawa Takaya、Tamura Tomokazu、Takahata Mutsumi、Ishio Takashi、Ibata Makoto、Kasahara Ikumi、Minauchi Koichiro、Yamamoto Satoshi、Teshima Takanori、Fukuhara Takasuke
  • 雑誌名: British Journal of Haematology 巻: 204 ページ: 815～820
  • DOI: 10.1111/bjh.19143
• [雑誌論文] Comparative pathogenicity of SARS-CoV-2 Omicron subvariants including BA.1, BA.2, and BA.5 (2023)
  • 著者名/発表者名: Tamura Tomokazu、Yamasoba Daichi、Oda Yoshitaka、Takayama Kazuo、Tanaka Shinya、Sato Kei、Fukuhara Takasuke、The Genotype to Phenotype Japan (G2P-Japan) Consortium
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 6 ページ: 772
  • DOI: 10.1038/s42003-023-05081-w
  • 国際共著
• [雑誌論文] Virological characteristics of the SARS-CoV-2 XBB variant derived from recombination of two Omicron subvariants (2023)
  • 著者名/発表者名: Tamura Tomokazu、Ito Jumpei、Uriu Keiya、Nakagawa So、Wu Jiaqi、Shirakawa Kotaro、Takaori-Kondo Akifumi、Nagata Kayoko、Kazuma Yasuhiro、Nomura Ryosuke、Horisawa Yoshihito、Tashiro Yusuke、Kawai Yugo、Irie Takashi、Kawabata Ryoko、Tanaka Shinya、Matsuno Keita、Takayama Kazuo、Sato Kei
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 14 ページ: 2800
  • DOI: 10.1038/s41467-023-38435-3
  • 国際共著
• [学会発表] Comparative characterization of SARS-CoV-2 Omicron subvariants including BA.1, BA.2, and BA.5 (2023)
  • 著者名/発表者名: Tomokazu Tamura, Daichi Yamasoba, Shinya Tanaka, Kei Sato, Takasuke Fukuhara
  • 学会等名: 42th Annual Meetomg pf the American Society for Virology.
• [学会発表] 革新的リバージェネティクスを用いた新型コロナウイルス研究 (2023)
  • 著者名/発表者名: 福原 崇介
  • 学会等名: 日本遺伝学会第95回大会
• [学会発表] 新型コロナウイルスの進化とその宿主応答、ワクチン開発：今後のCOVID-19の課題 (2023)
  • 著者名/発表者名: 福原 崇介
  • 学会等名: 第96回日本生化学大会
• [学会発表] 新型コロナウイルスに関する基礎研究と臨床応用 (2023)
  • 著者名/発表者名: 福原 崇介
  • 学会等名: 日本気管食道科学会総会ならびに学術講演会