オルガノイドを用いた風邪コロナウイルスの新規分離培養系の確立

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22K19431
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 野田 岳志 京都大学, 医生物学研究所, 教授 (00422410)
• 研究分担者: 永樂 元次 京都大学, 医生物学研究所, 教授 (40415097)
• 研究期間 (年度): 2022-06-30 – 2024-03-31
• キーワード: オルガノイド / コロナウイルス

研究実績の概要

現在、ヒトの世界に存在するコロナウイルスは、わずか6種類のみである。βコロナウイルス属のHCoV-OC43とHCoV-HKU1、αコロナウイルス属のHCoV-229EとHCoV-NL63の4種類は、ヒトに軽度の風邪症候群を引き起こす。一方、新型コロナウイルス感染症の原因であるSARS-CoV-2と中東呼吸器症候群の原因であるMERS-CoVの2種類は、βコロナウイルス属に属し、ヒトに重篤な呼吸器疾患を引き起こす。βコロナウイルスの増殖性や病原性などを解析するためには、同一の細胞培養系を用いる必要がある。これまで様々な培養細胞が試されてきたが、βコロナウイルスすべてが増殖可能な細胞培養系は存在しない。特に、HCoV-NL63およびHCoV-HKU1については、増殖可能な細胞培養系自体が存在しないという大きな問題があり、コロナウイルス研究の進展を妨げている。そこで本研究では、これまでに確立したヒト鼻腔オルガノイド実験系を改変し、βコロナウイルスの新たな培養法を開発することを目的とした。
本年度は昨年度に引き続き、これまでに開発した3次元のヒト鼻腔オルガノイドの培養方法を改変し、2次元の鼻腔オルガノイドシートの作製方法を開発した。2次元平面培養したヒト鼻腔オルガノイドを用いて、HCoV-229E、HCoV-OC43だけでなく、HCoV-NL63およびHCoV-HKU1が増殖することを確認した。新型コロナウイルスについても、複数の変異株が効率よく増殖することを確認した。さらに近年ヒトで流行するH3N2インフルエンザウイルスはMDCK細胞で増殖しないことが知られているが、2次元鼻腔オルガノイドではウイルスが増殖することを確認した。また、2次元鼻腔オルガノイドの作製方法を改良し、iPS細胞から2次元鼻腔様のオルガノイドを作製することができた。

研究成果

• [雑誌論文] The RNA-binding protein Msi2 regulates autophagy during myogenic differentiation (2024)
  • 著者名/発表者名: Wang R, Kato F, Watson RY, Beedle AM, Call JA, Tsunoda Y, Noda T, Tsuchiya T, Kashima M, Hattori A, Ito T.
  • 雑誌名: Life Sci Alliance . 巻: 7 ページ: e202302016
  • DOI: 10.26508/lsa.202302016.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ACE2 knockout hinders SARS-CoV-2 propagation in iPS cell-derived airway and alveolar epithelial cells (2023)
  • 著者名/発表者名: Niwa R, Sakai K, Lung MSY, Matsumoto T, Mikawa R, Maehana S, Suzuki M, Yamamoto Y, Maurissen TL, Hirabayashi A, Noda T, Kubo M, Gotoh S, Woltjen K.
  • 雑誌名: Front Cell Dev Biol . 巻: 11 ページ: 1290876
  • DOI: 10.3389/fcell.2023.1290876.
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Structural insights into the agonists binding and receptor selectivity of human histamine H4 receptor (2023)
  • 著者名/発表者名: Im D, Kishikawa JI, Shiimura Y, Hisano H, Ito A, Fujita-Fujiharu Y, Sugita Y, Noda T, Kato T, Asada H, Iwata S.
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 14 ページ: 6538
  • DOI: 10.1038/s41467-023-42260-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cryoelectron microscopic structure of the nucleoprotein-RNA complex of the European filovirus, Lloviu virus (2023)
  • 著者名/発表者名: Hu S, Fujita-Fujiharu Y, Sugita Y, Wendt L, Muramoto Y, Nakano M, Hoenen T, Noda T.
  • 雑誌名: PNAS Nexus 巻: 2 ページ: pgad120
  • DOI: 10.1093/pnasnexus/pgad120
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Replicative capacity of SARS-CoV-2 omicron variants BA.5 and BQ.1.1 at elevated temperatures (2023)
  • 著者名/発表者名: Muramoto Y, Takahashi S, Halfmann PJ, Gotoh S, Noda T, Kawaoka Y.
  • 雑誌名: Lancet Microbe 巻: 4 ページ: e486
  • DOI: 10.1016/S2666-5247(23)00100-3
  • 査読あり / 国際共著