バイオイメージングによるウイルス感染と細胞応答の定量解析

2015 年度 実績報告書

• 研究領域: 少数性生物学―個と多数の狭間が織りなす生命現象の探求―
• 研究課題/領域番号: 26115701
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 大場 雄介 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (30333503)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: シグナル伝達 / 蛍光バイオイメージング / 定量解析 / エンドサイトーシス / インフルエンザウイルス

研究実績の概要

本研究においては、細胞への感染成立には、インフルエンザウイルス粒子が何個必要かという命題を解くために、研究を行っている。そのため、ウイルス粒子が細胞内侵入する際に重要なシグナル伝達経路の解析と、ウイルス粒子の精密計測により粒子数とその経路の関係性を検討した。シグナル伝達解析においては感染時のカルシウム上昇に着目し、その責任分子の機能解析を進めた。同定した責任分子は24回膜貫通型の膜タンパク質であり、生化学的解析を行うための可溶化が困難であった。種々の界面活性剤を用いて可溶化条件を検討したところ、凝集せずに単量体として可溶化することに成功した。この条件を用いることで、この責任分子とウイルス粒子の結合を介してカルシウム上昇が引き起こされることが明らかになった。
また、領域内の東京大学工学系研究科・野地先生、田端先生との共同研究により、用いる
ウイルスサンプルの粒子数とMOIの関係を明らかにしたうえで、感染性の評価を行った。その結果、ウイルス感染効率はこれまで考えられていたMOIよりも、粒子数に依存することが明らかになった。また、粒子数が多い時と少ない時では異なる細胞の応答性が観察された。粒子数が多い時には感染にある種の正のフィードバックのようなブースト機構が存在すること、そのブースト機構にカルシウムが重要であることが解った。実際に高い複製が認められ、多くの粒子が取り込まれたと考えられる細胞には、上記の責任分子が多く発言していた。一方で、複製が盛んではない（0ではない）細胞においては上記の責任分子の発現量が低く、カルシウム応答も見られないことから、カルシウム非依存性のメカニズムによりウイルスが感染するものと考えられた。両者の境界は細胞1つあたりウイルス粒子20個程度であり、感染には数10個程度の粒子が必要であることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

27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

27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] Lypd8 promotes the segregation of flagellated microbiota and colonic epithelia. (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Okumura, T. Kurakawa, T. Nakano, H. Kayama, M. Kinoshita, D. Motooka, K. Gotoh, T. Kimura, N. Kamiyama, T. Kusu, Y. Ueda, H. Wu, H. Iijima, S. Barman, H. Osawa, H. Matsuno, J. Nishimura, Y. Ohba, S. Nakamura, T. Iida, M. Yamamoto, E. Umemoto, K. Sano and K. Takeda.
  • 雑誌名: Nature 巻: 532 ページ: 117-121
  • DOI: 10.1038/nature17406
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Receptor activator of NF-κB ligand induces cell adhesion and integrin α2 expression via NF-κB in head and neck cancers. (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Yamada, M. Tsuda, T. Wagatsuma, Y. Fujioka, M. Fujioka, A.O. Satoh, K. Horiuchi, S. Nishide, A. Nanbo, Y. Totsuka, H. Haga, S. Tanaka, M. Shindoh and Y. Ohba.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 6 ページ: 23545
  • DOI: 10.1038/srep23545
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Attenuation of ligand-induced activation of angiotensin II type 1 receptor signaling by the type 2 receptor via protein kinase C. (2016)
  • 著者名/発表者名: T. Inuzuka, Y. Fujioka, M. Tsuda, M. Fujioka, A.O. Satoh, K. Horiuchi, S. Nishide, A. Nanbo, S. Tanaka and Y. Ohba.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 6 ページ: 21613
  • DOI: 10.1038/srep21613
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A role of the sphingosine-1-phosphate (S1P)-S1P receptor 2 pathway in Epithelial Defense Against Cancer (EDAC). (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Yamamoto, Y. Yako, Y. Fujioka, M. Kajita, T. Kameyama, S. Kon, S. Ishikawa, Y. Ohba, Y. Ohno, A. Kihara and Y. Fujita.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 27 ページ: 491-499
  • DOI: 10.1091/mbc.E15-03-0161
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Tyr724 phosphorylation of ELMO1 by Src is involved in cell spreading and migration via Rac1 activation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Makino, M. Tsuda, Y. Ohba, H. Nishihara, H. Sawa, K. Nagashima and S. Tanaka.
  • 雑誌名: Cell Commun. Signal. 巻: 13 ページ: 42
  • DOI: 10.1186/s12964-015-0113-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Molecular role of RNF43 in canonical and noncanonical Wnt signaling. (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Tsukiyama, A. Fukui, S. Terai, Y. Fujioka, K. Shinada, H. Takahashi, T.P. Yamaguchi, Y. Ohba and S. Hatakeyama.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Biol. 巻: 35 ページ: 2007-2023
  • DOI: 10.1128/MCB.00159-15
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Adaptor protein CRK induces epithelial-mesenchymal transition and metastasis of bladder cancer cells through HGF/c-Met feedback loop. (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Matsumoto, M. Tsuda, L. Wang, N. Maishi, T. Abe, T. Kimura, M. Tanino, H. Nishihara, K. Hida, Y. Ohba, N. Shinohara, K. Nonomura and S. Tanaka.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 106 ページ: 709-17
  • DOI: 10.1111/cas.12662
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fluorescent protein-based biosensors to visualize signal transduction beneath the plasma membrane. (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Fujioka, A. Nanbo, S.Y. Nishide and Y. Ohba.
  • 雑誌名: Anal. Sci. 巻: 31 ページ: 267-274
  • DOI: 10.2116/analsci.31.267
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Ras-PI3K シグナルを介したエンドサイトーシス制御におけるミトコンドリア外膜タンパク質の関与 (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤絢、藤岡容一朗、堀内浩水、ネパールプラバ、西出真也、南保明日香、大場雄介
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] Ras-PI3K シグナルを介したエンドサイトーシスの制御に関与する分子の機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 堀内浩水、藤岡容一朗、南保明日香、佐藤絢、西出真也、小布施力史、大場雄介
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] RANKL は NF-κBの活性化を介してインテグリンα2の発現と細胞接着を亢進する (2016)
  • 著者名/発表者名: 大場雄介、藤岡容一朗、佐藤絢、堀内浩水、西出真也、南保明日香
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] 時計タンパク質BMAL1および CLOCK の細胞内局在 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西出真也、藤岡容一朗、南保明日香、大場雄介
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] PKC を介したアンジオテンシン 2 型受容体による 1 型受容体シグナルの減弱 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤岡容一朗、犬塚貴之、津田真寿美、藤岡真理、佐藤絢、堀内浩水、西出真也、南保明日香、田中伸哉
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-03-22 – 2016-03-24
• [学会発表] インフルエンザウイルス粒子の取り込みと感染を制御するシグナル伝達ネットワーク (2016)
  • 著者名/発表者名: 大場雄介、藤岡容一朗、田端和仁、西出真也、南保明日香、野地博行
  • 学会等名: 新学術領域「少数性生物学」研究成果報告会
  • 発表場所: 東京大学伊藤国際学術研究センター伊藤謝恩ホール（東京都・文京区）
  • 年月日: 2016-03-15 – 2016-03-15
  • 招待講演
• [学会発表] カルシウムチャネルを介したインフルエンザウイルス宿主細胞侵入機構の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤岡容一朗、南保明日香、西出真也、大場雄介
  • 学会等名: 新学術領域「少数性生物学」研究成果報告会
  • 発表場所: 東京大学伊藤国際学術研究センター伊藤謝恩ホール（東京都・文京区）
  • 年月日: 2016-03-15 – 2016-03-15
• [学会発表] The mechanism of influenza virus entry into host cells via calcium signaling-mediated endocytosis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoichiro Fujioka, Asuka Nanbo, Shin-ya Nishide and Yusuke Ohba.
  • 学会等名: The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem)
  • 発表場所: ハワイコンベンションセンター他（米国ハワイ州・ホノルル市 ）
  • 年月日: 2015-12-15 – 2015-12-20
  • 国際学会
• [学会発表] 蛍光バイオイメージングによるシグナル伝達と細胞機能の評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大場雄介
  • 学会等名: CVMW2015心血管代謝週間
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-10 – 2015-12-12
  • 招待講演
• [学会発表] 蛍光バイオセンサーを用いた臨床診断技術開発とその応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大場雄介
  • 学会等名: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会合同大会）
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] Ras-PI3Kシグナルによるエンドサイトーシス制御機構におけるミトコンドリアポアタンパク質の関与 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤絢、藤岡容一朗、堀内浩水、ネパールプラバ、西出真也、南保明日香、大場雄介
  • 学会等名: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会合同大会）
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [学会発表] Ras-PI3Kの時空間制御を介したエンドサイトーシス調節因子の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 堀内 浩水、藤岡容一朗、佐藤絢、ネパールプラバ、西出真也、南保明日香、小布施力史、大場 雄介
  • 学会等名: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会合同大会）
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [学会発表] インフルエンザウイルス感染と宿主細胞侵入時に惹起される細胞内シグナルの可視化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大場雄介、藤岡容一朗、田端和仁、西出真也、南保明日香、野地博行
  • 学会等名: 第53回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 金沢大学角間キャンパス自然科学本館（石川県・金沢市）
  • 年月日: 2015-09-13 – 2015-09-15
  • 招待講演
• [学会発表] シグナル伝達のバイオイメージングと臨床応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大場雄介
  • 学会等名: 第57回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター（新潟県・新潟市）
  • 年月日: 2015-09-11 – 2015-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] インフルエンザウイルス宿主細胞侵入におけるカルシウム動態の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤岡容一朗、南保明日香、西出真也、大場雄介
  • 学会等名: 第67回日本細胞生物学会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都・江戸川区）
  • 年月日: 2015-06-30 – 2015-07-02
• [学会発表] A Signalling Network Critical for Influenza Virus Entry and Infection. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Ohba and Yoichiro Fujioka.
  • 学会等名: 第１回感染症イメージングシンポジウム
  • 発表場所: 長崎大学グローバル研究棟（長崎県・長崎市）
  • 年月日: 2015-06-04 – 2015-06-04
  • 招待講演
• [図書] 新臨床腫瘍学[第4版] （シグナル伝達系） (2015)
  • 著者名/発表者名: 大場雄介
  • 総ページ数: 738 (14-22)
  • 出版者: 南江堂（日本臨床腫瘍学会編）