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2012 年度 実施状況報告書

フラビウイルス脳炎の病態におけるウイルス抵抗性遺伝子OASの役割

研究課題

研究課題/領域番号 24780293
研究機関北海道大学

研究代表者

好井 健太朗  北海道大学, (連合)獣医学研究科, 助教 (50421988)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
キーワードフラビウイルス / OAS / インターフェロン / インターフェロンアンタゴニスト
研究概要

オリゴアデニル酸合成酵素(OAS)は、ウイルス感染時などにインターフェロンによって誘導され、RNA分解カスケードによりウイルスの排除を促進する。しかしフラビウイルスにはインターフェロンによるOAS等のインターフェロン誘発因子の発現を拮抗する機能があり、これにより宿主側のインターフェロン誘導性の抗ウイルス作用を阻害して増殖できると考えられている。
当該年度においてはこのフラビウイルスのインターフェロンアンタゴニズムの機能の詳細を明らかにするために、ダニ媒介性脳炎ウイルスの自然界で犬より分離された弱毒株、脳炎発症患者より分離された強毒株、及びオムスク出血熱ウイルスを元に、リバースジェネティクス系を用いてインターフェロンアンタゴニスト機構をノックアウトしたウイルスの作製を試み、その性状の解析を試みた。
ウイルスゲノムのRNAポリメラーゼ機能を持つNS5蛋白に変異を導入することでインターフェロンアンタゴニスト機能が減弱したウイルスを作製することに成功した。培養細胞において、元のウイルスはインターフェロン作用化においても高い増殖性を示したのに対し、変異ウイルスは増殖性が減少しており、活性化したOASをはじめとするインターフェロン誘発因子により、ウイルスが排除されていることが示された。さらに解析を進めることにより、NS5の変異によりインターフェロンレセプターのシグナルにおいて重要なJAK-STAT系において、STATのリン酸化を阻害することによりインターフェロン応答配列の活性化が抑制されていることが明らかになった。
今回解析を行ったインターフェロンアンタゴニズムは、OASの持つフラビウイルス特異的な抵抗性に対するウイルスの回避機構として重要な意味を持つため、今後の詳細な解析が期待される。

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

当該年度の研究計画では、病原性に関わるウイルス因子の同定を行う計画であったが、現在までの研究によりNS5蛋白に変異を加えたウイルスはインターフェロンによる抗ウイルス作用に対する感受性が上昇し、それによりウイルスの増殖性が減弱することが示された。これにより今回導入したNS5の変異はウイルスの病原性に大きく関わっており、ウイルスの弱毒化につながることが明らかになった。これらの結果から今後の研究においてこのNS5の機能を解析することによって、さらに詳細なメカニズムの解明が期待できるようになった。
また当該年度の2点目の検討事項である、フラビウイルスの病態発現機序の解析についてだが、ウイルスの感染した細胞ではJAK-STAT系におけるSTATのリン酸化を阻害されることで、下流シグナルにあるインターフェロン応答配列の活性化を抑制された。これによりOASをはじめとするインターフェロン誘発性因子の発現が減少することで、細胞が抗ウイルス状態へと移行するのが阻害されることが明らかになった。このインターフェロンアンタゴニズムによって、フラビウイルスの感染したマウスではインターフェロンを介した防御機構による体内からのウイルス排除が上手く働かず、病原性の上昇につながっているものと推定される。
このような病態発現機序に関わる成績を元に、平成25年度では生体・細胞・分子レベルでのOASをはじめとするフラビウイルス抵抗性因子の解析を詳細に行うことが可能になった。

今後の研究の推進方策

これまでの解析結果をもとに、今後は生体・細胞・分子レベルでOasとウイルスの相互作用により、どのようにウイルスが排除されていくか、その詳細を解析し、フラビウイルス脳炎の病態発現機序、及びその機序に対するOasによる感染抵抗性の役割を総合的に考察していく。
まずOas遺伝子を哺乳動物細胞での発現ベクターへクローニングし、Oas遺伝子に変異や欠損を導入したOas発現培養細胞を作製する。並びにB6/B6.M-Oasマウス由来初代培養神経細胞を単離する。これらの細胞に対して各フラビウイルスを感染させ、1.共免疫沈降やゲルシフトアッセイによるフラビウイルス蛋白/フラビウイルス遺伝子RNAとOasの結合性及び結合部位の同定、2. フラビウイルス感染細胞内でのウイルス力価測定によるウイルス増殖とリアルタイムPCRによる遺伝子RNAの複製の動態の検討、3.ウエスタンブロットによるOasの発現量と活性化による2-5A合成酵素活性の測定、4.RNase L活性測定によるRNA分解経路の活性化の検討、5. インターフェロン投与により自然免疫を賦活化した場合や、マイクロアレイによって解析された遺伝子をRNAiによりノックアウトした場合の上記各項目への影響を解析する。解析結果から、a) Oas1bのどの領域が、b) フラビウイルス感染のどのような機構を認識し、c) どのような機序でウイルスを排除していくかという感染抵抗性の分子機構を解明する。
以上の得られた成績から、1.フラビウイルス感染により起こる脳炎の病態発現機序、及びその機序に対して2.Oasを介したフラビウイルス感染特異的な抵抗性がどのように関与するかという点に関しての生体内及び分子レベルでのメカニズムについて総合的に考察する。

次年度の研究費の使用計画

本研究では海外研究協力者との間で実際に海外で発生しているフラビウイルスの野外分離株の疫学情報等の情報解析の協力や、研究試料の供与等の研究協力を受けつつ進めている。当該研究年度では先方の都合により、当該研究年度の年度末に予定していた研究打合せ及び関連実験が次年度に変更されたため、当該研究費はその研究打合せの為の旅費及び、関連実験の為の消耗品購入に充てる予定である。

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2012 その他

すべて 雑誌論文 (9件) 学会発表 (22件)

  • [雑誌論文] 2008年北海道におけるダニ媒介性脳炎ウイルスの分離と性状解析2012

    • 著者名/発表者名
      好井健太朗,山崎翔子,持舘景太,苅和宏明,高島郁夫
    • 雑誌名

      獣医畜産新報

      巻: 65 ページ: 377-378

  • [雑誌論文] Isolation of Hokkaido virus, genus Hantavirus, using a newly established cell line derived from the kidney of the grey red-backed vole (Myodes rufocanus bedfordiae)2012

    • 著者名/発表者名
      Sanada, T., Seto, T., Ozaki, Y., Saasa, N., Yoshimatsu, K., Arikawa, J., Yoshii, K., and Kariwa, H
    • 雑誌名

      Journal of General Virology

      巻: 93 ページ: 2237-2246

    • DOI

      10.1099/vir.0.045377-0

  • [雑誌論文] Development of a diagnostic method applicable to various serotypes of hantavirus infection in rodents.2012

    • 著者名/発表者名
      Sanada, T., Kariwa, H., Saasa, N., Yoshikawa, K., Seto, T., Morozov, V.G., Tkachenko, E.A., Ivanov, L.I., Yoshimatsu, K., Arikawa, J., Yoshii, K., and Takashima, I.
    • 雑誌名

      The Journal of Veterinary Medical Science

      巻: 74 ページ: 1237-1242

  • [雑誌論文] Ecology of hantaviruses in Mexico: Genetic identification of rodent host species and spillover infection.2012

    • 著者名/発表者名
      Saasa, N., Sanchez-Hernandez, C., de Lourdes, Yoshida, H., Sanada, T., Seto, T., Yoshii, K., Ramos, C., Yoshimatsu, K., Arikawa, J., Takashima, I., and Kariwa, H.
    • 雑誌名

      Virus Research

      巻: 168 ページ: 88-96

    • DOI

      10.1016/j.virusres.2012.06.020

  • [雑誌論文] The N-terminus of the Montano virus nucleocapsid protein possesses broadly cross-reactive conformation-dependent epitopes conserved in rodent-borne hantaviruses.2012

    • 著者名/発表者名
      Saasa, N., Yoshida, H., Shimizu, K., Koma, T., Sanada, T., Seto, T., Yoshii, K., Ramos, C., Yoshimatsu, K., Arikawa, J., Takashima, I., and Kariwa, H.
    • 雑誌名

      Virology

      巻: 428 ページ: 48-57

    • DOI

      10.1016/j.virol.2012.03.001

  • [雑誌論文] The Conserved Region in the PrM Protein Is a Critical Determinant in the Assembly of Flavivirus Particles.2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshii, K., Igarashi, M., Ichii, O., Yokozawa, K., Ito, K., Kariwa, H., and Takashima, I.
    • 雑誌名

      Journal of General Virology

      巻: 93 ページ: 27-38

    • DOI

      10.1099/vir.0.035964-0

  • [雑誌論文] Isolation and characterization of hantaviruses in far East Russia and etiology of hemorrhagic Fever with renal syndrome in the region.2012

    • 著者名/発表者名
      Kariwa, H., Yoshikawa, K., Tanikawa, Y., Seto, T., Sanada, T., Saasa, N.,Yoshimatsu, K., Arikawa, J., Yoshii, K., and Takashima, I.
    • 雑誌名

      The American Journal of Tropical Medicine and Hygiene

      巻: 86 ページ: 545-553

    • DOI

      10.4269/ajtmh.2012.11-0297

  • [雑誌論文] Genetic diversity of hantaviruses in Mexico: Identification of three novel hantaviruses from Neotominae rodents.2012

    • 著者名/発表者名
      Kariwa, H., Yoshida, H., Miyashita, D., Seto, T., Takano, A., Totani, M., Murata, R., Saasa, N., Ishizuka, M., Sanada, T., Yoshii, K., Yoshimatsu, K., Arikawa, J., and Takashima, I.
    • 雑誌名

      Virus Research

      巻: 163 ページ: 486-494

    • DOI

      10.1016/j.virusres.2011.11.013

  • [雑誌論文] Infection of Hantaan virus strain AA57 leading to pulmonary disease in laboratory mice.2012

    • 著者名/発表者名
      Seto, T., Nagata, N., Yoshikawa, K., Ichii, O., Sanada, T., Saasa, N., Ozaki, Y., Kon, Y., Yoshii, K., Takashima, I., and Kariwa, H
    • 雑誌名

      Virus Research

      巻: 163 ページ: 284-290

    • DOI

      10.1016/j.virusres.2011.10.016

  • [学会発表] リバースジェネティクスを用いた極東型ダニ媒介性脳炎ウイルスの病原性決定因子の解析

    • 著者名/発表者名
      境瑞紀、好井健太朗、高野絢子、大森優紀、横澤香菜、苅和宏明、高島郁夫
    • 学会等名
      第47回日本脳炎ウイルス生態学研究会
    • 発表場所
      阿蘇リゾートグランヴィリオホテル(熊本県阿蘇市)
  • [学会発表] 2008年北海道におけるダニ媒介性脳炎ウイルスの分離と性状解析

    • 著者名/発表者名
      好井健太朗、山崎翔子、持舘景太、苅和宏明、高島郁夫
    • 学会等名
      第47回日本脳炎ウイルス生態学研究会
    • 発表場所
      阿蘇リゾートグランヴィリオホテル(熊本県阿蘇市)
  • [学会発表] ダニ媒介性脳炎ウイルスCapsid欠損レプリコンの構築及びSingle-round infectious systemの開発

    • 著者名/発表者名
      日向亮輔、川岸崇裕、加藤文博、好井健太朗、髙島郁夫、三浦智行、小林剛、五十嵐樹彦
    • 学会等名
      第47回日本脳炎ウイルス生態学研究会
    • 発表場所
      阿蘇リゾートグランヴィリオホテル(熊本県阿蘇市)
  • [学会発表] Critical Determinant of Neurologic Disease of Tick-borne Flaviviruses

    • 著者名/発表者名
      Yoshii, K., Sunden, Y., Yokozawa, K., Kariwa, H., Holbrook, M.R., and Takashima, I.
    • 学会等名
      46th Joint Working Conference on Viral Diseases, The Japan-United States Cooperative Medical Science Program.
    • 発表場所
      別府市B-conプラザ(大分県別府市)
  • [学会発表] Epidemiology of Hantavirus Infection in Russia and the Establishment of Animal Model for Hantavirus Infection.

    • 著者名/発表者名
      Kariwa, H., Seto, T., Yoshikawa, K., Tanikawa, Y., Sanada, T., Saasa, N., Nakamura, I., Yoshimatsu, K., Arikawa, J., Yoshii, K., and Takashima, I.
    • 学会等名
      Mini-symposium on Emerging and Re-emerging Viral Diseases in Asia.
    • 発表場所
      別府市B-conプラザ(大分県別府市)
  • [学会発表] Isolation and characterization of hantaviruses from wild rodents and epidemiology of hemorrhagic fever with renal syndrome in Russia

    • 著者名/発表者名
      Kariwa, H., Seto, T., Yoshikawa, K., Tanikawa, Y., Sanada, T., Saasa, N., Nakamura, I., Yoshimatsu, K., Arikawa, J., Yoshii, K., and Takashima, I.
    • 学会等名
      THE 9th JAPAN-CHINA INTERNATIONAL CONFERENCE OF VIROLOGY
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
  • [学会発表] ダニ媒介性フラビウイルスによる中枢神経系障害に関わるウイルス因子の同定

    • 著者名/発表者名
      好井健太朗、寸田祐嗣、境瑞紀、苅和宏明、Holbrook Michael、高島郁夫
    • 学会等名
      第154回日本獣医学会学術集会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県盛岡市)
  • [学会発表] 極東型ダニ媒介性脳炎ウイルスの強毒化に関わるウイルス側因子の特定

    • 著者名/発表者名
      境瑞紀、好井健太朗、横澤香菜、苅和宏明
    • 学会等名
      第154回日本獣医学会学術集会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県盛岡市)
  • [学会発表] ダニ媒介性フラビウイルスのインターフェロンアンタゴニスト作用の解析

    • 著者名/発表者名
      鶴田征太郎、好井健太朗、境瑞紀、苅和 宏明
    • 学会等名
      第154回日本獣医学会学術集会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県盛岡市)
  • [学会発表] エゾヤチネズミの腎臓由来細胞株(MRK101細胞)におけるインターフェロン応答の解析

    • 著者名/発表者名
      中尾桃子、真田崇弘、佐々木宣哉、Saasa Ngonda、好井健太朗、亀山武志、高岡晃教、苅和宏明
    • 学会等名
      第154回日本獣医学会学術集会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県盛岡市)
  • [学会発表] 新たに分離されたHokkaidoウイルスの性状解析

    • 著者名/発表者名
      真田崇弘、尾崎由佳、瀬戸隆弘、中尾桃子、Saasa Ngonda、吉松組子、有川二郎、好井健太朗、苅和宏明
    • 学会等名
      第154回日本獣医学会学術集会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県盛岡市)
  • [学会発表] Evaluation of antigenic cross-reactivity of tick-borne encephalitis virus and Omsk hemorrhagic fever virus

    • 著者名/発表者名
      Ngulube, C.N., Yoshii, K., and Kariwa, H
    • 学会等名
      The 4th International Young Researcher Seminar for Zoonosis Control
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
  • [学会発表] Identification of virulence factors in far-eastern subtype of tick-borne encephalitis virus

    • 著者名/発表者名
      Sakai, M., Yoshii, K., Yokozawa, K., and Kariwa, H.
    • 学会等名
      The 4th International Young Researcher Seminar for Zoonosis Control
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
  • [学会発表] The N-terminus of the Montano virus nucleocapsid protein possesses broadly cross-reactive conformation-dependent epitopes conserved in rodent-borne hantaviruses

    • 著者名/発表者名
      Saasa, N., Yoshida, H., Shimizu, K., Koma, T., Sanada, T., Seto, T., Yoshii, K., Ramos, C., Yoshimatsu, K., Arikawa, J., Takashima, I., and Kariwa, H.
    • 学会等名
      The 4th International Young Researcher Seminar for Zoonosis Control
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
  • [学会発表] Characterization of Hokkaido virus, genus hantavirus

    • 著者名/発表者名
      Sanada, T., Ozaki, Y., Seto, T., Nakao, M., Saasa, N., Yoshimatsu, K., Arikawa, J., Yoshii, K., and Kariwa, H.
    • 学会等名
      The 4th International Young Researcher Seminar for Zoonosis Control
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
  • [学会発表] ダニ媒介性フラビウイルスの病態発現機序

    • 著者名/発表者名
      好井健太朗
    • 学会等名
      第60回日本ウイルス学会学術集会
    • 発表場所
      グランキューブ大阪(大阪府大阪市)
  • [学会発表] 極東型ダニ媒介性脳炎ウイルスの強毒化に関わるウイルス側因子の特定

    • 著者名/発表者名
      境瑞紀、好井健太朗、横澤香菜、苅和宏明
    • 学会等名
      第60回日本ウイルス学会学術集会
    • 発表場所
      グランキューブ大阪(大阪府大阪市)
  • [学会発表] ダニ媒介性フラビウイルスのインターフェロンアンタゴニスト作用の解析

    • 著者名/発表者名
      鶴田征太郎、好井健太朗、境瑞紀、苅 宏明
    • 学会等名
      第60回日本ウイルス学会学術集会
    • 発表場所
      グランキューブ大阪(大阪府大阪市)
  • [学会発表] Evaluation of antigenic cross-reactivity of tick-borne encephalitis virus and Omsk hemorrhagic fever virus

    • 著者名/発表者名
      Chidumayo Nozyechi、好井 健太朗、苅和 宏明
    • 学会等名
      第60回日本ウイルス学会学術集会
    • 発表場所
      グランキューブ大阪(大阪府大阪市)
  • [学会発表] エゾヤチネズミの腎臓由来細胞株(MRK101細胞)におけるインターフェロン応答の解析

    • 著者名/発表者名
      中尾桃子、真田崇弘、佐々木宣哉、Saasa Ngonda、好井健太朗、亀山武志、高岡晃教、苅和宏明
    • 学会等名
      第60回日本ウイルス学会学術集会
    • 発表場所
      グランキューブ大阪(大阪府大阪市)
  • [学会発表] 新たに分離されたHokkaidoウイルスの性状解析

    • 著者名/発表者名
      真田崇弘、尾崎由佳、瀬戸隆弘、中尾桃子、Saasa Ngonda、吉松組子、有川二郎、好井健太朗、苅和宏明
    • 学会等名
      第60回日本ウイルス学会学術集会
    • 発表場所
      グランキューブ大阪(大阪府大阪市)
  • [学会発表] The N-terminus of the Montano hantavirus nucleocapsid protein possesses broadly cross-reactive conformation-dependent epitopes

    • 著者名/発表者名
      Saasa Ngonda、吉田 喜香、清水 健太、駒 貴明、真田 崇弘、瀬戸 隆弘、好井 健太朗、Ramos Celso、吉松 組子、有川 二郎、高島 郁夫、苅和 宏明
    • 学会等名
      第60回日本ウイルス学会学術集会
    • 発表場所
      グランキューブ大阪(大阪府大阪市)

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公開日: 2014-07-24  

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