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2021 年度 実施状況報告書

腸管オルガノイドのヒトノロウイルス感受性に関与する因子の同定

研究課題

研究課題/領域番号 21K08496
研究機関北里大学

研究代表者

芳賀 慧  北里大学, 大村智記念研究所, 特任助教 (80528373)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードノロウイルス / 腸管オルガノイド
研究実績の概要

これまでの研究から、腸管細胞の表面に発現している糖鎖抗原がヒトノロウイルスの感染に関与していることが強く示唆されていた。疫学的研究やボランティア研究により、この糖鎖抗原にフコースを修飾するフコース転移酵素2(FUT2)遺伝子が機能していないヒトは、ヒトノロウイルス感染に抵抗性があることも知られている。実際に、FUT2遺伝子を欠失させたヒト腸管オルガノイド細胞は、過去に大流行を起こしたヒトノロウイルス_GII.4株に感染抵抗性を示した。
以上より、ヒトノロウイルスに対して腸管オルガノイドが感受性を示す要因が、細胞表面上に発現しているフコース修飾された分子と推測できる。実際にFUT2を欠損させることで、膜表面へのヒトノロウイルスの結合が減少する。そこで本事業では、FUT2遺伝子を欠失させたヒト腸管オルガノイドと通常のヒト腸管オルガノイドにおいて、ヒトノロウイルスに結合する細胞膜表面上に発現している分子を比較した。その結果、ヒトノロウイルスに結合する分子のうち、通常のオルガノイドでのみ見つかったの分子、すなわち感染感受性に関与している可能性が高い候補分子を数種同定することに成功した。これらの同定した分子が、ヒトノロウイルスの感染に関与しているかどうか、一個づつ欠失させて感染感受性が変化するかどうか調べる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

通常のヒト腸管オルガノイドとFUT2遺伝子を欠損させたヒト腸管オルガノイドを用いて、ヒトノロウイルス_GII.4株に結合する細胞表面上に発現している分子を調べた。それらのうち、野生型ヒト腸管オルガノイドでのみ結合していた分子をいくつか同定することに成功した。現在、それらの分子を欠失したヒト腸管オルガノイドを樹立しヒトノロウイルス感受性が変化するかどうか検討している。汎用培養細胞株と違い、各遺伝子を欠失させたヒト腸管オルガノイドを樹立するのに時間を要してしまい評価に時間がかかっているので、やや遅れている。

今後の研究の推進方策

引き続き、同定した個々の候補遺伝子をヒト腸管オルガノイドで欠失させし、ヒトノロウイルス感受性に関与しているか評価する。また、繰り返しヒトノロウイルス_GII.4に結合する候補分子を探す。もし、感受性に関与している分子が同定されたら、その分子についてさらなら詳細な機能解析に取り組む。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] 腸管由来オルガノイドを用いたヒトノロウイルス研究2022

    • 著者名/発表者名
      芳賀慧 戸高玲子 片山和彦
    • 雑誌名

      臨床とウイルス

      巻: 50 ページ: 60-64

  • [雑誌論文] Direct derivation of human alveolospheres for SARS-CoV-2 infection modeling and drug screening2021

    • 著者名/発表者名
      Ebisudani Toshiki、Sugimoto Shinya、Haga Kei、Mitsuishi Akifumi、Takai-Todaka Reiko、Fujii Masayuki、Toshimitsu Kohta、Hamamoto Junko、Sugihara Kai、Hishida Tomoyuki、Asamura Hisao、Fukunaga Koichi、Yasuda Hiroyuki、Katayama Kazuhiko、Sato Toshiro
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 35 ページ: 109218~109218

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.109218

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nasal delivery of single-domain antibody improves symptoms of SARS-CoV-2 infection in an animal model2021

    • 著者名/発表者名
      Haga Kei、Takai-Todaka Reiko、Matsumura Yuta、Song Chihong、Takano Tomomi、Tojo Takuto、Nagami Atsushi、Ishida Yuki、Masaki Hidekazu、Tsuchiya Masayuki、Ebisudani Toshiki、Sugimoto Shinya、Sato Toshiro、Yasuda Hiroyuki、Fukunaga Koichi、Sawada Akihito、Nemoto Naoto、Murata Kazuyoshi、Morimoto Takuya、Katayama Kazuhiko
    • 雑誌名

      PLOS Pathogens

      巻: 17 ページ: 1009542~1009542

    • DOI

      10.1371/journal.ppat.1009542

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of the Heterogeneity in Free Chlorine, UV<sub>254</sub>, and Ozone Susceptibilities Among Coxsackievirus B5 on the Prediction of the Overall Inactivation Efficiency2021

    • 著者名/発表者名
      Torii Shotaro、Miura Fuminari、Itamochi Masae、Haga Kei、Katayama Kazuhiko、Katayama Hiroyuki
    • 雑誌名

      Environmental Science &amp; Technology

      巻: 55 ページ: 3156~3164

    • DOI

      10.1021/acs.est.0c07796

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] The exploration of astrovirus receptor2021

    • 著者名/発表者名
      工藤栞 芳賀慧 戸高玲子 中西章 片山和彦
    • 学会等名
      日本ウイルス学会

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公開日: 2022-12-28  

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