ヒト化マウス解析法によるヒト血液病原性ウイルスの増殖と宿主応答メカニズムの解明

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24390112
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 小柳 義夫 京都大学, ウイルス研究所, 教授 (80215417)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: ヒト化マウス / HIV / APOBEC3 / アクセサリ蛋白質 / Vif / シチジン脱アミノ酵素

研究実績の概要

ヒト化マウスを用いたHIV-1アクセサリ蛋白質の解析
培養細胞研究からシチジン脱アミノ酵素であるAPOBEC3（A3）、特にA3FとA3Gは、HIV粒子に取り込まれ、その遺伝子へのG→A変異誘導により感染を阻害する蛋白質であると認知される。一方、HIVアクセサリ蛋白質のひとつであるVifは、プロテアソーム経路依存的にA3を分解し、そのウイルス粒子への取込みを阻害する。A3は強力な抗HIV分子であるが、それによるG→A変異がウイルスの多様化を促進するとの報告もある。しかしながら、感染個体内において、どのA3が抗HIV活性を示すのか、A3によるG→A変異はHIVの多様化に影響を与えるのか、不明であった。本研究では、内在性A3のHIV感染への影響を解明するために、自然免疫反応としてA3を発現するヒト化マウスモデルを用いた。
CCR5指向性野生型HIV、A3F非分解変異体VifをコードするHIV(4A)、A3G非分解変異体VifをコードするHIV(5A)をそれぞれヒト化マウスに接種した。血中ウイルスRNA量とCD4+ T細胞数を経時的に測定した。感染後6週齢のマウス脾臓細胞におけるプロウイルスDNA配列と血漿中のウイルスRNA配列をそれぞれ解析した。その結果、4A および5A 感染マウスにおける増殖率は、野生型HIVに比して有意に低く、5A のそれは4A に比して有意に低下していた。proviral DNA配列の解析の結果、4A 感染マウスではGA→AA変異が顕著に観察され、5A 感染マウスではGG→AG変異が有意に観察された。そして血中ウイルスRNA配列は、脾臓のproviral DNAの変異パターンと異なっており、4A の多様性は野生型HIVおよび5A のそれに比べ、有意に高かった。さらにCXCR4を共受容体とするウイルスが4A 感染マウスに出現していた。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26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] Quantification of deaminase activity-dependent and -independent restriction of HIV-1 replication mediated by APOBEC3F and APOBEC3G through experimental-mathematical investigation (2014)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, T., Koizumi, Y.‡, Takeuchi, JS., Misawa, N., Kimura, Y., Morita, S., Aihara, K., Koyanagi, Y., Iwami, S., Sato, K.
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 88 ページ: 5881-5887
  • DOI: 10.1128/JVI.00062-14
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] APOBEC3D and APOBEC3F potently promote HIV-1 diversification and evolution in humanized mouse model (2014)
  • 著者名/発表者名: Sato, K., Takeuchi, JS., Naoko Misawa, Izumi, T., Kobayashi, T., Kimura, Y., Iwami, S., Takaori-Kondo, A., Hu, W-S., Aihara, K., Ito, M., An, DS., Pathak, VK. Koyanagi, Y.
  • 雑誌名: PLOS Pathogens 巻: 10 ページ: e1004453
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1004453
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] ヒト化マウスモデルを用いたエイズウイルス適応進化メカニズムの解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤佳, 竹内（柴田）潤子, 小林朋子, 三沢尚子, 山田英里, 中野雄介, 吉川禄助, 小柳義夫
  • 学会等名: 第62回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-12
• [学会発表] Conflicts and benefits between primate lentiviruses and host restriction factors (2014)
  • 著者名/発表者名: Koyanagi, Y., Sato, K.
  • 学会等名: 15th Kumamoto AIDS Seminar
  • 発表場所: Kumamoto
  • 年月日: 2014-10-01 – 2014-10-03
  • 招待講演
• [学会発表] レンチウイルスと宿主の進化的軍拡競争の分子メカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤佳, 竹内（柴田）潤子, 小林朋子, 吉川禄助, 山田英里, 中野雄介, 任鳳蓉, 田中博, 小柳義夫
  • 学会等名: 日本進化学会第16回大会
  • 発表場所: 高槻
  • 年月日: 2014-08-22 – 2014-08-22
  • 招待講演
• [学会発表] HIV strategy for acceleration of viral replication in vivo and eradication approach of HIV proviral DNA (2014)
  • 著者名/発表者名: Koyanagi Y., Misawa N., Sato K., Ebina H.
  • 学会等名: 9th International Symposium of the Institute Network
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 2014-06-18 – 2014-06-19
  • 招待講演
• [学会発表] APOBEC3F potently promotes HIV-1 diversification and evolution in humanized mouse model (2014)
  • 著者名/発表者名: Sato, K., Shibata, J., Izumi, T., Misawa, N., Kobayashi, T., Kimura, Y., Ito, M., Pathak, V. K., Koyanagi, Y.
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting on Retroviruses
  • 発表場所: New York
  • 年月日: 2014-05-19 – 2014-05-24
• [図書] Humanized Mice for HIV Research (2014)
  • 著者名/発表者名: Poluektova, L.Y., Garcia, J.V., Koyanagi, Y., Manz, M.G., Tager, A.M. (Eds.)
  • 総ページ数: 537
  • 出版者: Springer
• [備考] 京都大学ウイルス研究所annual report 2013
  • URL: http://www.virus.kyoto-u.ac.jp/about/data2013/AR2013_full.pdf
• [備考] 京都大学ウイルス研究所ウイルス病態研究領域ホームページ
  • URL: http://www.virus.kyoto-u.ac.jp/Lab/KoyanagiHP/