アジアにおける新変異インフルエンザウイルスの出現機構の解明とその制御

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09044328
• Research Institution: University of Shizuoka
• Principal Investigator: 鈴木 康夫 静岡県立大学, 薬学部, 教授 (00046278)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): ITZSTEIN Mar Monash University Victorian college of P, 教授 ; THAWATSUPHA プラニー Virus Res. Inst., Ministry of Public Healt, 主幹 ; SHORTRIDGE K University of Hong Kong, 教授 ; 河岡 義裕 Univ. WisconsinーMadison, Sch. of Veterinary, 助教授 ; WEBSTER Robe St. Jude Children's. Res. Hospital Dept. Vir, 部長
• Keywords: アジア / インフルエンザウイルス / 変異 / シアル酸 / 糖鎖 / 受容体

Research Abstract

アジア、特に南中国地域は、今世紀過去4回に渡るA型インフルエンザウイルスの世界的大流行を発生させてきた。これは、ヒトとインフルエンザウイルスの宿主であるトリ、ブタなどが共存する環境が原因であるとされている。しかし、インフルエンザAウイルスの宿主域を決定する分子的基盤は未だ明らかではない。本年度の研究では、この機構を明らかにする目的で、宿主動物(ヒト、トリ、ブタ、ウマ)が持つウイルス感受性器官の細胞における受容体シアロ糖鎖の構造、宿主動物から分離される受容体認識特異性を分子・遺伝子レベルで解析した。その結果、ヒトの気道上皮細胞が持つ受容体シアル酸の結合様式は、Neu5Ac2-6Galのみであり、2-3は存在しないこと、トリ腸管、ウマ気道上皮細胞には、Neu5Ac2-3Galのみが存在し、2-6は存在しないことを見いだした。さらに、ブタの上気道には、Neu5Ac2-3Gal,Neu5Ac2-6Galの両者が存在することを初めて見いだした。一方、ヒトから分離されるインフルエンザウイルスは、Neu5Ac2-6Galを受容体として認識し、2-3とは結合しないこと、トリA型インフルエンザウイルスはNeu5Ac2-3Galと結合すること、ブタから分離されるA型ウイルスはNeu5Ac2-6GalとNeu5Ac2-3Galの両者と結合できることを認めた。この結果から、インフルエンザAウイルスの宿主域は、宿主動物の受容体シアロ糖鎖のシアル酸結合様式(2-3,2-6)により制御され、受容体に結合できる変異ウイルスが選択され、宿主域の壁を越える可能性を明らかにした。これに伴い、自然界ではブタがトリおよびヒトインフルエンザウイルスのミキサ-として働いていることを受容体分子のレベルで初めて明らかに出来た。これを確認するために、ヒトから分離されるウイルス(Neu5Ac2-6Galと結合)を、Neu5Ac2-3Galのみを受容体として持つ、ニワトリ発育鶏卵しょう尿膜で、強制的に培養すると、きわめて少ない継代でも、しょう尿膜が持つ受容体シアロ糖鎖(Neu5Ac2-3Gal)と結合出来るウイルス(2-3型)が選択され、ヒトからニワトリ発育鶏卵しょう尿膜への宿主域の変換が起こることを実験的に明らかにした。ウイルスヘマグルチニン遺伝子の解析から、シアル酸の結合様式の変異(2-6→2-3)には、ヘマグルチニン分子内レセプター結合ポケットにあるただ1つのアミノ酸226(Leu→Gln)の変異により制御されていることを初めて解明した。

Research Products

• [Publications] Ito, T.: "Differences of sialic acid-galactose linkages in the chicken egg amnion and allantois influence human influenza virus receptor specificity and variant selection." J.Virol.71(4). 3357-3362 (1997)
• [Publications] Ito, T.: "Receptor specificity of influenza A viruses・correlates with the hemagglutination of erythrocytes from different animal species." Virology. 222. 493-499 (1997)
• [Publications] Suzuki, T: "Swine Influenza virus strains recognize sialylsugar chains containing the molecular species of sialic acid predominantly present in the swine tracheal epitherium." FEBS Lett.404. 192-196 (1997)
• [Publications] Miyamoto, D.: "Establishment of a monoclonal antibody directed to Gb3Cer/CD77 : A useful immunochemical reagent for a differentiation marker in Burkitt lymphomas and germinal center B cells." Glycoconjugate J.14. 379-388 (1997)
• [Publications] Higashi, H: "Intervantion in endotoxin shock by sulfatide (I3SO3-GalCer) with a concominant reduction in tumor necrosis factor alpha production." Infection and Immunity. 65(4). 1223-1227 (1997)
• [Publications] Kaneda, K.: "Glycosphingolipid-binding protein of Borrelia burgdorfewri Sensu Lato." Infection and Immunity. 65(8). 3180-3185 (1997)
• [Publications] Ding, Z.: "A sulfatide receptor distinct from L-selectin is involved in lymphocyte activation" FEBS Letters. 418. 310-314 (1997)
• [Publications] Tezuka, M.: "茶葉カテキン類のインフルエンザウイルスに対する不活性化作用" Jpn.J.Toxicol. and Environmental Health(衛生化学). 43(5). 311-315 (1997)
• [Publications] Ikami, T.: "Synthesis and biological activity of the novel sulfated and phosphorylated bivalent β-D-galactopyranosides containing fatty acid-alkyl residues." Chem.Pharm Bull.45,(10). 1726-1728 (1998)
• [Publications] Suzuki, M: "Platelet disaggregation by PAF antagonists and hydroysis of exogenous PAF by ecto-type PAF acetylhydrolase." Am J.Physiol.274(Cell Physiol,43). C47-C57 (1998)
• [Publications] Ikami, T.: "Synthetic studies on selectin ligands/inhibitors : Synthesis and inhibitory activity of 2-O-fucosyl sulfatides containing 2-branched fatty-alkyl residues in place of ceramide." J.Carbohydr.Chem. (in press). (1998)
• [Publications] Ikami, T.: "Synthetic studies on selection ligands/inhibitors : Synthesis and biological activity of the sulfated and phosphorylated multivalent β-D-galactopyranosides containing fatty-alkyl residues." J.Carbohydr.Chem. (in press). (1998)
• [Publications] Sato, K.: "specificity of the N1 and N2 sialidase subtypes from human influenza A virus for naturally occurring and synthetic gangliosides." Glycobiology. (in press). (1998)
• [Publications] Kaneda, K: "Infectivity and arthritis-induction of Borrelia japonica on SCID mice and immune competent mice : possible role of galactosylceramide binding activity on initiation of infection" Microbiol.Immunol.(in press). (1998)
• [Publications] 鈴木 康夫: "インフルエンザウイルスレセプター破壊酵素、ノイラミニダーゼ(NA)のウイルス出芽における役割" 日本臨床、特集:インフルエンザウイルス感染の分子病理学. 特集号. 162-167 (1997)
• [Publications] 鈴木 康夫: "インフルエンザウイルスの宿主域とセレプター特異性" 日本臨床、特集:インフルエンザウイルス感染の分子病理学. 特集号. 142-149 (1997)
• [Publications] 鈴木 康夫: "インフルエンザウイルスの感染と糖鎖" バイオインダストリー. 55(4). 37-38 (1997)
• [Publications] 鈴木 康夫: "セレクチンのリガンド" 炎症と免疫. 5(5). 494-503 (1997)
• [Publications] 鈴木 康夫: "Ligands for Selectins" 動脈硬化. 25(3). 105-112 (1997)
• [Publications] 鈴木 康夫: "感染症実験講座" 丸善(印刷中), (1998)