高速分子動力学法によるHCV抗ウイルス薬耐性化予測仮想アッセイシステムの構築

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26670375
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 坂本 直哉 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (10334418)
• 研究分担者: 遠藤 俊徳 北海道大学, 情報科学研究科, 教授 (00323692) ; 須田 剛生 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (20447460)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: ウイルス学

研究実績の概要

我々は、分子動力学解析法により、HCVを標的としたDirect acting antiviralsとそれぞれの標的蛋白との動的結合モデルを構築し、ウイルス薬剤耐性変異が標的結合性、複合体安定性に与える影響を解析、さらに得られた結果を、標的蛋白に変異を導入したHCV replicon細胞を用いた増殖・薬剤耐性レベルの解析で確認することを目的として研究を遂行し以下の結果を得た。
(1) HCV-NS5A蛋白は小胞体局在蛋白であり細胞内では二量体として存在する。NS5A蛋白とNS5A阻害薬分子、小胞体核酸、DAA分子のモデリングと分子動力学シミュレーションを実施し、NS5A2量体が安定して小胞体膜上に局在するための最適構造を確定した。
(2) 未だ正確な結合構造があきらかにされていないNS5A阻害薬DaclatasvirとNS5A2量体の結合構造をシミュレーションしたところ、薬剤耐性変異L31, Y93アミノ酸残基の近傍に結合が安定化することを確認した。
(3) 分子動力学シミュレーションで得られた仮説(モデル)を検証するためにNS5A阻害薬に対する耐性変異を有するHCV repliconおよびHCV genotype 1b培養系を構築し、増殖能および薬剤感受性を解析し、シミュレーションでの結合安定性と薬剤感受性が逆相関することが確認された。
本研究の成果により、今後数多く導入されるDAAプロトコルの症例に応じた適切な選択と適用決定のためのエビデンスを構築できる。また、ウイルス標的蛋白の遺伝情報のみから、治療効果、薬剤感受性、さらに治療による薬剤耐性化をin-silicoでウイルス培養を行うことなく解析、予測する仮想検査システムを構築することが可能となる。

研究成果

• [雑誌論文] Prevalence and characteristics of naturally occurring sofosbuvir resistance-associated variants in patients with hepatitis C virus genotype 1b infection. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ito J, Suda G, Yamamoto Y, Nagasaka A, Furuya K, Kumagai K, Kikuchi H, Miyagishima T, Kobayashi T, Kimura M, Yamasaki K, Umemura M, Izumi T, Tsunematsu S, Sato F, Tsukuda Y, Terashita K, Nakai M, Sho T, Natsuizaka M, Morikawa K, Ogawa K, Sakamoto N
  • 雑誌名: Hepatol Res 巻: EPub ページ: EPub
  • DOI: 10.1111/hepr.12685
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Viral life cycle of hepatitis B virus : host factors and druggable targets. (2016)
  • 著者名/発表者名: Morikawa K, Suda G, Sakamoto N
  • 雑誌名: Hepatol Res 巻: EPub ページ: EPub
  • DOI: 10.1111/hepr.12650
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Efficacy and safety of daclatasvir and asunaprevir combination therapy in chronic hemodialysis patients with chronic hepatitis C. (2016)
  • 著者名/発表者名: Suda G, Kudo M, Nagasaka A, Furuya K, Yamamoto Y, Kobayashi T, Shinada K, Tateyama M, Konno J, Tsukuda Y, Yamasaki K, Kimura M, Umemura M, Izumi T, Tsunematsu S, Sato F, Terashita K, Nakai M, Horimoto H, Sho T, Natsuizaka M, Morikawa K, Ogawa K, Sakamoto N
  • 雑誌名: J Gastroenterol Hepatol 巻: EPub ページ: EPub
  • DOI: 10.1007/s00535-016-1162-8
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ZEB1 expression is associated with prognosis of intrahepatic cholangiocarcinoma. (2015)
  • 著者名/発表者名: Terashita K, Chuma M, Hatanaka Y, Hatanaka K, Mitsuhashi T, Yokoo H, Ohmura T, Ishizu H, Muraoka S, Nagasaka A, Tsuji T, Yamamoto Y, Kurauchi N, Shimoyama N, Toyoda H, Kumada T, Kaneoka Y, Maeda A, Ogawa K, Natsuizaka M, Kamachi H, Kakisaka T, Kamiyama T, Taketomi A, Matsuno Y, Sakamoto N
  • 雑誌名: J Clin Pathol 巻: EPub ページ: EPub
  • DOI: 10.1136/jclinpath-2015-203115
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of HLA-DPB1 genotypes on chronic hepatitis B infection in Japanese individuals. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nishida N, Ohashi J, Sugiyama M, Tsuchiura T, Yamamoto K, Hino K, Honda M, Kaneko S, Yatsuhashi H, Koike K, Yokosuka O, Tanaka E, Taketomi A, Kurosaki M, Izumi N, Sakamoto N, Eguchi Y, Sasazuki T, Tokunaga K, Mizokami M
  • 雑誌名: Tissue Antigens 巻: 86 ページ: 406-412
  • DOI: 10.1111/tan.12684
  • 査読あり
• [雑誌論文] Amino Acid Polymorphisms in Hepatitis C Virus Core Affect Infectious Virus Production and Major Histocompatibility Complex Class I Molecule Expression. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tasaka-Fujita M, Sugiyama N, Kang W, Masaski T, Murayama A, Yamada N, Sugiyama R, Tsukuda S, Watashi K, Asahina Y, Sakamoto N, Wakita T, Shin EC, Kato T
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 5 ページ: 13994
  • DOI: 10.1038/srep13994
  • 査読あり