単純ヘルペスウイルスと宿主細胞間の分子攻防の網羅的解析

2013 年度 実績報告書

• 研究領域: ウイルス感染現象における宿主細胞コンピテンシーの分子基盤
• 研究課題/領域番号: 25115506
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 加藤 哲久 東京大学, 医科学研究所, 助教 (40581187)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 単純ヘルペスウイルス / インターラクトーム / リン酸化プロテオーム

研究概要

本研究は、高感度質量解析計を駆使し、単純ヘルペスウイルス(HSV)感染細胞におけるウイルス因子と宿主因子の相互作用がもたらす宿主細胞制御機構およびウイルス病態発現機構を解明することを目標としている。今期は、(i) インターラクトーム解析により明らかとなったウイルス因子ICP22と宿主転写因子p53の相互作用のHSV増殖における役割の解明および (ii) 定量的リン酸化プロテオーム解析によるウイルスPKの宿主細胞基質の網羅的探索を試みた。
(i)の解析の結果、p53はHSV-1の最初期必須遺伝子の一つであるICP27の効率的な発現に必要であるという正の影響に加え、他の病態発現関連ウイルス遺伝子であるICP0の不安定化という負の影響を併せ持ち、本研究において、p53の相互作用因子であることが明らかとされたICP22が後者の負の作用のみを中和することで、HSV-1はp53の正の影響のみを享受していることが示唆された。本結果は、国際学術誌であるJ Virol. 87:9323-32(2013)に掲載された。
(ii)の解析の結果、Sorting Nexin 3(SNX3)が、HSV-1ウイルスPKの標的基質であることが明らかとなった。また、SNX3発現抑制細胞を用いた解析より、SNX3は、HSV-1ウイルスPK活性依存的に、HSV-1の増殖を司ることも明らかとなった。本結果は、第38回 国際ヘルペスウイルスワークショップ サテライトミーティングおよび第61回日本ウイルス学会学術集会にて、口頭発表演題に採択された。

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

研究実績の概要に記載した通り、本研究は一定の成果(学術論文、学会発表等)を得ていること、高感度質量解析計を駆使したウイルス因子と宿主因子の相互作用に関する網羅的なスクリーニングも順次、進展していることから、おおむね順調に進展していると考えられる。
インタラクトーム解析では、従来は可溶化試薬の悪影響により解析が困難であったウイルスタンパク質に関しても、Filter Aided Sample Prep (FASP)法を導入することで、むしろより高感度な解析が可能となった点など当初の計画以上に進展した点もあった。一方、リン酸化プロテオーム解析では、SNX3以外の有力な宿主細胞基質の候補分子の同定には至っておらず、さらなる解析が必要である。

今後の研究の推進方策

(今後の研究の推進方策)
インターラクトーム解析に関しては、申請時の計画通り、以下の(i)~(iv)を推進する。
(i) ウイルス増殖に重要なウイルス因子より順次、ウイルス因子と宿主因子の複合体を精製し、高感度質量分析計により相互作用因子を包括的に同定する。(ii) (i)により得られた知見を、データベース化する。(iii) Pull down法により、宿主因子とウイルス因子の相互作用に、必要な最小アミノ酸を同定する。(iv) (iii)で同定したアミノ酸特異的組換えウイルスをBACシステムにより作製し、マウス病態モデルに供し、病態発現への関与を解析する。
定量的リン酸化プロテオームに関しては、ウイルスPKが司る宿主細胞改変機構の内、主要なものの一つと考えられるSNX3を介した細胞内輸送の攪乱に関して、より詳細な解析を試みる。

研究成果

• [雑誌論文] Long noncoding RNA NEAT1-dependent SFPQ relocation from promoter region to paraspeckle mediates IL8 expression upon immune stimuli. (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Imamura, N. Imamachi, G. Akizuki, M. Kumakura, A. Kawaguchi, K. Nagata, A. Kato, Y. Kawaguchi, H. Sato, M. Yoneda, C. Kai, T. Yada, Y. Suzuki, T. Yamada, T. Ozawa, K. Kaneki, T. Inoue, M. Kobayashi, T. Kodama, Y. Wada, K. Sekimizu, N. Akimitsu.
  • 雑誌名: Molecular Cell 巻: 53 ページ: 393-406
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2014.01.009.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Herpes simplex virus 1 protein kinase Us3 phosphorylates viral dUTPase and regulates its catalytic activity in infected cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Kato, S. Tsuda, Z. Liu, H. Kozuka-Hata, M. Oyama and Y. Kawaguchi.
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 88 ページ: 655-66
  • DOI: 10.1128/JVI.02710-13.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Role of the nuclease activities encoded by herpes simplex virus 1 UL12 in viral replication and neurovirulence. (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Fujii, M. Mugitani, N. Koyanagi, Z. Liu, S. Tsuda, J. Arii, A. Kato and Y. Kawaguchi.
  • 雑誌名: Jounarl of Virology 巻: 88 ページ: 2359-64.
  • DOI: doi: 10.1128/JVI.03621-13.
• [雑誌論文] Phosphorylation of a herpes simplex virus 1 dUTPase by a viral protein kinase, Us3, dictates viral pathogenicity in the central nervous system but not at the periphery. (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Kato, K. Shindo, Y. Maruzuru, and Y. Kawaguchi.
  • 雑誌名: Jounarl of Virology 巻: 88 ページ: 2775-85.
  • DOI: doi: 10.1128/JVI.03300-13.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Herpes Simplex Virus 1 UL47 Interacts with Viral Nuclear Egress Factors UL31, UL34, and Us3 and Regulates Viral Nuclear Egress. (2014)
  • 著者名/発表者名: Z. Liu, A. Kato, K. Shindo, T. Noda, H. Sagara, Y. Kawaoka, J. Arii, and Y. Kawaguchi.
  • 雑誌名: Jounarl of Virology 巻: 88 ページ: 4657-67
  • DOI: doi: 10.1128/JVI.00137-14.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of p53 in herpes simplex virus 1 replication. (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Maruzuru, H. Fujii, M. Oyama, H. Kozuka-Hata, A. Kato and Y. Kawaguchi.
  • 雑誌名: Jounarl of Virology 巻: 87 ページ: 9323-32
  • DOI: doi: 10.1128/JVI.01581-13.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Us3 kinase encoded by herpes simplex virus 1 mediates downregulation of cell surface major histocompatibility complex class I and evasion of CD8+ T cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Imai, N. Koyanagi, R. Ogawa, K. Shindo, T. Suenaga, A. Sato, J. Arii, A. Kato, H. Kiyono, H. Arase, and Y. Kawaguchi.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 8 ページ: e72050.
  • DOI: doi: 10.1371/journal.pone.0072050.
  • 査読あり
• [学会発表] HSV-1 Nucleae UL12の酵素活性およびタイロシンリン酸化のウイルス増殖・病態への関与 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤井ひかる、麥谷道生、津田峻平、有井潤、加藤哲久、川口寧
  • 学会等名: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 20131110-20131112
• [学会発表] HSV-1遺伝子発現調節因子ICP22の新規機能ーウイルス核出芽の制御ー (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸鶴雄平、神道慶子、劉卓明、小柳直人、有井潤、加藤哲久、川口寧
  • 学会等名: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 20131110-20131112
• [学会発表] HSV-1成熟粒子への宿主細胞因子取り込み制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小川遼、佐合健、小柳直人、有井潤、加藤哲久、川口寧
  • 学会等名: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 20131110-20131112
• [学会発表] 単純ヘルペスウイルス1型プロテインキナーゼUL13は中枢神経系において宿主免疫回避に寄与する (2013)
  • 著者名/発表者名: 小柳直人、今井孝彦、神道慶子、有井潤、加藤哲久、川口寧
  • 学会等名: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 20131110-20131112
• [学会発表] Non-Muscle Myosin Heavy Chain IIBは、HSV-1の侵入を仲介するco-receptorである (2013)
  • 著者名/発表者名: 有井潤、加藤哲久、川口寧
  • 学会等名: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 20131110-20131112
• [学会発表] 単純ヘルペスウイルスUs3プロテインキナーゼによる宿主細胞改変機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤哲久、廣畑吉崇、尾田真也、有井潤、川口寧
  • 学会等名: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 20131110-20131112
• [学会発表] HSVプロテインキナーゼUs3の血清型間差異の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 神道慶子、小柳直人、今井孝彦、劉卓明、有井潤、加藤哲久、川口寧
  • 学会等名: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 20131110-20131112
• [学会発表] HSV-1主要構成因子UL47は宿主細胞因子p32と相互作用し、ウイルスの核出芽を制御する (2013)
  • 著者名/発表者名: 劉卓明、神道慶子、有井潤、加藤哲久、川口寧
  • 学会等名: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 20131110-20131112
• [学会発表] CD98hcはHSV-1 gBと相互作用し、gBの安定化およびウイルスの出芽を制御する (2013)
  • 著者名/発表者名: 廣畑吉崇、有井潤、加藤哲久、川口寧
  • 学会等名: 第61回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 20131110-20131112
• [学会発表] The endosomal sorting protein SNX3 is phosphorylated by herpes simplex virus 1 protein kinase Us3 and plays a critical role in viral replication and pathogenesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihisa Kato, Yoshitaka Hirohata, Shinya Oda, Jun Arii, Yasushi Kawaguchi
  • 学会等名: The 12th Awaji International Forum on infection and Immunity
  • 発表場所: Awaji Yumebutai International Conference Center(兵庫県)
  • 年月日: 20130910-20130913
• [学会発表] Non-Muscle Myosin Heavy Chain IIB Associates with Herpes Simplex Virus 1 Envelope Glycoprotein B and Mediates Viral Entry (2013)
  • 著者名/発表者名: Jun Arii, Kato Akihisa, Kawaguchi Yasushi
  • 学会等名: The 12th Awaji International Forum on infection and Immunity
  • 発表場所: Awaji Yumebutai International Conference Center(兵庫県)
  • 年月日: 20130910-20130913
• [学会発表] A Cellular Protein p32, which is recruited to the Nuclear Membranes by HSV-1 UL47, is Involved in Nuclear Egress of Nucleocapsids (2013)
  • 著者名/発表者名: Zhuoming Liu, Keiko Shindo, Jun Arii, Akihisa Kato, Yasushi Kawaguchi
  • 学会等名: 38th Annual International Herpesvirus Workshop
  • 発表場所: DeVos Place Convention Center(アメリカ)
  • 年月日: 20130720-20130724
• [学会発表] Identification of an Endosomal Sorting Protein SNX3 as a Novel Host Cellular Substrate of HSV-1 Us3 (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihisa Kato, Yoshitaka Hirohata, Shinya Oda, Jun Arii, Yasushi Kawaguchi
  • 学会等名: 38th Annual International Herpesvirus Workshop
  • 発表場所: DeVos Place Convention Center(アメリカ)
  • 年月日: 20130720-20130724
• [学会発表] CD98 Hevey Chain Stabilizes HSV-1 gB and Contributes to Viral Replication (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshitaka Hirohata, Jun Arii, Akihisa Kato, Yasushi kawaguchi
  • 学会等名: 38th Annual International Herpesvirus Workshop
  • 発表場所: DeVos Place Convention Center(アメリカ)
  • 年月日: 20130720-20130724
• [学会発表] HSV-1 Protein Kinase UL13 Inhibits Infiltration of CD+8 T Lymphocytes into Viral Infection Sites in the Central Nervous System (2013)
  • 著者名/発表者名: Naoto Koyanagi, Takahiko Imai, Keiko Shindo, jun Arii, Akihisa Kato, Yasushi Kawaguchi
  • 学会等名: 38th Annual International Herpesvirus Workshop
  • 発表場所: DeVos Place Convention Center(アメリカ)
  • 年月日: 20130720-20130724
• [学会発表] CD98hcは、HSV-1 gBと相互作用し、gBの安定化およびウイルス増殖に寄与する (2013)
  • 著者名/発表者名: 廣畑吉崇、有井潤、加藤哲久、川口寧
  • 学会等名: 第28回ヘルペスウイルス研究会
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 20130530-20130601
• [学会発表] 感染細胞におけるUL47複合体構成成分の同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 劉卓明、神道慶子、有井潤、加藤哲久、川口寧
  • 学会等名: 第28回ヘルペスウイルス研究会
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 20130530-20130601
• [学会発表] HSV-1 UL13の中枢神経系における役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小柳直人、今井孝彦、神道慶子、有井潤、加藤哲久、川口寧
  • 学会等名: 第28回ヘルペスウイルス研究会
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 20130530-20130601
• [学会発表] Non-Muscle Myosin Heavy Chain IIBはHSV-1 gBと結合し、HSV-1の侵入を仲介する (2013)
  • 著者名/発表者名: 有井潤、加藤哲久、川口寧
  • 学会等名: 第28回ヘルペスウイルス研究会
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 20130530-20130601
• [学会発表] 宿主因子p32はHSV-1のNuclear Egressを制御し、ウイルスの効率的な増殖に寄与する (2013)
  • 著者名/発表者名: 劉卓明、神道慶子、有井潤、加藤哲久、川口寧
  • 学会等名: 第28回ヘルペスウイルス研究会
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 20130530-20130601
• [学会発表] Us3新規宿主細胞基質の同定とその生物学的意義の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤哲久、廣畑吉崇、尾田真也、有井潤、川口寧
  • 学会等名: 第28回ヘルペスウイルス研究会
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場(兵庫県)
  • 年月日: 20130530-20130601
• [備考] 東京大学医科学研究所 感染・免疫部門 ウイルス病態制御分野ホームページ
  • URL: http://www.ims.u-tokyo.ac.jp/kawaguchi-lab/kawaguchilabtop.html