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

2014 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: ヘルペスウイルス / vdUTPase / SNX3 / 神経病原性 / 逆行性小胞輸送経路

研究実績の概要

本研究は、質量解析計を駆使し、単純ヘルペスウイルス(HSV)がコードするウイルス因子と宿主因子の相互作用に基づく、ウイルス病態発現機構および宿主細胞制御機構を解明することを目標とした。
我々は、リン酸化ペプチドの特異的濃縮方法を利用したリン酸化プロテオーム解析により、HSV感染細胞における607種類のリン酸化部位を同定した(J. Virol. 88: 655-666. [2014])。本解析で同定されたウイルス因子vdUTPase Ser-187のリン酸化は、マウス病態モデルにおいて、HSVの効率的な中枢神経破壊能に必要である一方、抹消組織における病態発現能(ヘルペス性角膜炎等)には影響が認められなかった(J. Virol. 88: 2775-2785. [2014])。本表現系の分子機構を探索した結果、Ser-187のリン酸化は、vdUTPaseの酵素活性を促進することで、宿主細胞がコードするdUTPaseの酵素活性が低い環境下(Ex. 脳)においても、十分なdUTPase活性を供給し、HSVゲノムの変異率を低下させ、HSVの中枢神経破壊能を高めることが明らかとなった(J. Virol. 88: 7776-7785. [2014], J Virol. 89:241-8. [2015], 下図参照)。本知見は、HSVの遺伝子治療用ベクター開発や腫瘍溶解治療法等の医学応用上、重要な基礎的知見となりうると考えられる。
次に、定量的リン酸化プロテオーム解析により、HSVがコードするウイルス特異的なプロテインキナーゼであるUs3が司る宿主細胞因子のリン酸化部位を包括的に探索した。一連の解析から、我々はUs3がEndosomal sorting protein SNX3 Ser-72のリン酸化を介して、逆行性小胞輸送経路を活性化することで、ウイルス因子のLysosomal Degradationを阻害し、効率的な子孫ウイルスの産生を促進することを明らかにしつつある。
我々は、本研究で解明された包括的なリン酸化情報を基盤し、今後も精力的にHSV研究を展開する予定である。

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。

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(川口研究室)ホームページ
http://www.ims.u-tokyo.ac.jp/kawaguchi-lab/kawaguchilabtop.html

研究成果

• [雑誌論文] The Function of the Herpes Simplex Virus 1 Small Capsid Protein VP26 is Regulated by Phosphorylation at a Specific Site. (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Kobayashi, A. Kato, S. Oda, N. Koyanagi, M. Oyama, H. Kozuka-Hata, J. Arii, and Y. Kawaguchi.
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Interactome Analysis of Herpes Simplex Virus 1 Envelope Glycoprotein H. (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirohata, A. Kato, M. Oyama, H. Kozuka-Hata, N. Koyanagi, J. Arii and Y. Kawaguchi.
  • 雑誌名: Microbiology and Immunology 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12255.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Non-Muscle Myosin Heavy Chain IIB Mediates Herpes Simplex Virus 1 Entry. (2015)
  • 著者名/発表者名: J. Arii, Y. Hirohata, A. Kato and Y. Kawaguchi.
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 89 ページ: 1879-88
  • DOI: 10.1128/JVI.03079-14.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of Herpes Simplex Virus 1 dUTPase Regulates Viral Virulence and Genome Integrity by Compensating for Low Cellular dUTPase Activity in the Central Nervous System. (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Kato, J. Arii, Y. Koyanagi, and Y. Kawaguchi.
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 89 ページ: 241-8
  • DOI: 10.1128/JVI.02497-14.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The UL12 Protein of Herpes Simplex Virus 1 Is Regulated by Tyrosine Phosphorylation. (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Fujii, A. Kato, M. Mugitani, Y. Kashima, M. Oyama, H. Kozuka-Hata, J. Arii, and Y. Kawaguchi.
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 88 ページ: 10624-34
  • DOI: 10.1128/JVI.01634-14.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of Herpes Simplex Virus 1 dUTPase Up-regulated Viral dUTPase Activity to Compensate for Low Cellular dUTPase Activity for Efficient Viral Replication. (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Kato, Y. Hirohata, J. Arii, and Y. Kawaguchi.
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 88 ページ: 7776-85
  • DOI: 10.1128/JVI.00603-14.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Role of Herpes Simplex Virus 1 Immediate-Early Protein ICP22 in Viral Nuclear Egress. (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Maruzuru, K. Shindo, Z. Liu, M. Oyama, H. Kozuka-Hata, J. Arii, A. Kato and Y. Kawaguchi.
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 88 ページ: 7445-54
  • DOI: 10.1128/JVI.01057-14.
  • 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 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: Journal of Virology 巻: 88 ページ: 4657-67
  • DOI: 10.1128/JVI.00137-14.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [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: Journal of Virology 巻: 88 ページ: 2775-85
  • DOI: 10.1128/JVI.03300-13.
  • 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: Journal of Virology 巻: 88 ページ: 655-666
  • DOI: 10.1128/JVI.03621-13.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Roles of herpes simplex virus 1 Us3 in viral neuroinvasiveness. (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Koyanagi, T. Imai, J. Arii, A. Kato and Y. Kawaguchi.
  • 雑誌名: Microbiology and Immunology 巻: 58 ページ: 31-37
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12108.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [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
• [学会発表] HSV-1 gDの細胞内領域に存在するアルギニンクラスターは宿主細胞の膜変性と効率的なエンベロープ獲得に寄与する (2014)
  • 著者名/発表者名: 有井潤、加藤哲久、川口寧
  • 学会等名: 第62回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: パシフィコ横浜会議センター (神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-12
• [学会発表] ヘルペスウイルス科で保存されているHSV-1テグメント蛋白質UL51とUL14の協調的機能の証明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 尾田真也、有井潤、加藤哲久、川口寧
  • 学会等名: 第62回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: パシフィコ横浜会議センター (神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-12
• [学会発表] HSV-1感染現象におけるEondosomal sorting protein SNX3リン酸化の生物学的意義の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤哲久、尾田真也、有井潤、川口寧
  • 学会等名: 第62回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: パシフィコ横浜会議センター (神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-12
• [学会発表] HSV-1キャプシドタンパク質VP26のリン酸化はウイルス増殖および病態発現に寄与する (2014)
  • 著者名/発表者名: 小林亮介、加藤哲久、有井潤、川口寧
  • 学会等名: 第62回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: パシフィコ横浜会議センター (神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-12
• [学会発表] 中枢神経系における新規HSV-1宿主免疫回避機構の解明：HSV-1プロテインキナーゼUL13はCXCL9の発現を抑制し、中枢神経系へのCD8+ T細胞の浸潤を阻害する (2014)
  • 著者名/発表者名: 小栁直人、今井孝彦、神道慶子、有井潤、加藤哲久、川口寧
  • 学会等名: 第62回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: パシフィコ横浜会議センター (神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-12
• [学会発表] 単純ヘルペスウイルス1型感染阻害物質の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 前田直良、古川敦、坂本二郎、黒木喜美子、尾瀬農之、柿田浩輔、穴田仁洋、橋本俊一、有井潤、加藤哲久、川口寧、荒瀬尚、前仲勝実
  • 学会等名: 第62回日本ウイルス学会学術集会
  • 発表場所: パシフィコ横浜会議センター (神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-12
• [学会発表] Central nervous system specific virulence of herpes simplex virus involves phosphorylation of a viral dUTPase by a viral protein kinase (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Kato
  • 学会等名: The International Symposium ‘Molecular basis of host cell competency in virus infection’
  • 発表場所: パシフィコ横浜会議センター (神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2014-11-08 – 2014-11-09
  • 招待講演
• [学会発表] ヘルペスウイルス科で保存されているHSV-1テグメント蛋白質 UL51とUL14の協調的機能の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 尾田真也、有井 潤、加藤哲久、川口 寧
  • 学会等名: 第 11 回ウイルス学キャンプ in 湯河原
  • 発表場所: ニューウェルシティ湯河原 (静岡県熱海市)
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-18
• [学会発表] Identification of cellular proteins that interact with Herpes Simplex Virus 1 ICP0 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤由佳、有井 潤、加藤哲久、川口 寧
  • 学会等名: 第 11 回ウイルス学キャンプ in 湯河原
  • 発表場所: ニューウェルシティ湯河原 (静岡県熱海市)
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-18
• [学会発表] 単純ヘルペスウイルスによる細胞傷害性T細胞回避機構の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 津田 峻平、小栁 直人、有井 潤、加藤 哲久、川口 寧
  • 学会等名: 第 11 回ウイルス学キャンプ in 湯河原
  • 発表場所: ニューウェルシティ湯河原 (静岡県熱海市)
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-18
• [学会発表] The arginine cluster located at the terminus of the HSV-1 glycoprotein D cytoplasmic domain is required for membrane deformation and for efficient viral secondary envelopment (2014)
  • 著者名/発表者名: J. Arii, A. Kato and Y. Kawaguchi
  • 学会等名: The 39th Annual international Herpesvirus Workshop
  • 発表場所: Kobe International Exhibition Hall (兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2014-07-19 – 2014-07-23
• [学会発表] HSV-1 Us3 phosphorylates sorting necxin 3 to inhibit the lysosomal degradation of glycoprotein D by promoting its interaction with phosphatidylinositol-3-phosphate (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Kato, J. Arii and Y. Kawaguchi
  • 学会等名: The 39th Annual international Herpesvirus Workshop
  • 発表場所: Kobe International Exhibition Hall (兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2014-07-19 – 2014-07-23
• [学会発表] HSV-1 recruits CD98hc to the nuclear membrane for fusion between the viral envelope and the outer nuclear membrane (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirohata, J. Arii, K. Shindo, Z. Liu, M, Oyama, H. Kozuka-Hata, H. Sagara, A. Kato and Y. Kawaguchi
  • 学会等名: The 39th Annual international Herpesvirus Workshop
  • 発表場所: Kobe International Exhibition Hall (兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2014-07-19 – 2014-07-23
• [学会発表] The HSV-1 capsid protein VP26 is functionally regulated by phosphorylation in vitro and in vivo (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Kobayashi, A. Kato, J. Arii and Y. Kawaguchi
  • 学会等名: The 39th Annual international Herpesvirus Workshop
  • 発表場所: Kobe International Exhibition Hall (兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2014-07-19 – 2014-07-23
• [学会発表] Role of herpes simplex virus 1 immediate early protein ICP22 in viral nuclear egress (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Maruzuru, K. Shindo, Z. Liu, M. Oyama, H. Kozuka-Hata, J. Arii, A. Kato and Y. Kawaguchi
  • 学会等名: The 39th Annual international Herpesvirus Workshop
  • 発表場所: Kobe International Exhibition Hall (兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2014-07-19 – 2014-07-23
• [学会発表] Characterization of a recombinant chimera HSV-1 in which its Us3 gene is substituted with the HSV-2 Us3 gene (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Shindo, J. Arii, A. Kato and Y. Kawaguchi
  • 学会等名: The 39th Annual international Herpesvirus Workshop
  • 発表場所: Kobe International Exhibition Hall (兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2014-07-19 – 2014-07-23
• [学会発表] The HSV-1 UL13 protein kinase down-regulates expression of a cytokine to inhibit CD8+ T cell infiltration into the central nervous system (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Koyanagi, T. Imai, K. Shindo, J. Arii, A. Kato and Y. Kawaguchi
  • 学会等名: The 39th Annual international Herpesvirus Workshop
  • 発表場所: Kobe International Exhibition Hall (兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2014-07-19 – 2014-07-23