シアル酸を介さない新しいインフルエンザウイルスの感染機構の解明と感染制御

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10878100
• 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): 鈴木 隆 静岡県立大学, 薬学部, 助教授 (20240947)
• Keywords: インフルエンザウイルス / ヘマグルチニン / シアル酸 / レセプター / スルファチド / 糖鎖

Research Abstract

昨年度の研究で、インフルエンザウイルスに結合出来るシアル酸を含まない糖鎖を多くの糖鎖ライブラリーから調べた結果、硫酸基を持つスルファチド、中性糖脂質であるガラクトシルセラミドがヒト、トリ、ブタ、ウマなどの動物インフルエンザウイルスと結合できることを明らかにした。
本年度は、スルファチドがインフルエンザウイルスのどのスパイクタンパク質と結合しているのかさらに、スパイクタンパク質分子のどの領域に結合しているのかを検討した。
インフルエンザウイルスヘマグルチニン分子のみを人工的に発現した細胞を作成した。これをスルファチド処理してスルファチド結合部位をブロックしてからニワトリ赤血球を吸着させた。その結果、未処理赤血球の吸着は阻害されないのに対して赤血球をシアリダーゼ処理後スルファチドを膜に結合させたスルファチド再構成赤血球の吸着は完全に阻害された。この結果から、先ず、スルファチドは、ウイルススパイクタンパク質であるヘマグルチニン分子と結合すること、その結合領域は本来のシアル酸結合部位とは異なることが示された。また、スルファチドとより強く結合できる変異株の分離にも成功した。反対に、スルファチドとの結合性が弱い変異ウイルス株の分離は困難であったことから、インフルエンザウイルスのスルファチドへの結合性の性質は、自然界でも保持されやすいことが示唆された。今後、スルファチドを特異的に結合するヘマグルチニン分子内領域を、X腺結晶解析により明らかにする予定である。現在、スルファチドへの結合性が増強された変異ウイルスヘマグルチニンの遺伝子解析が進行中であり、その置換アミノ酸の同定から、スルファチド結合性の機構解明が達成できることが期待される。
以上、本研究は、インフルエンザウイルスヘマグルチニンが、シアル酸含有糖鎖のみならず、第2のレセプターとも考えられる硫酸化糖脂質(スルファチドなど)や中性糖脂質にも結合出来、その結合領域はシアロ糖鎖とは異なることを分子レベルで明らかにした。しかも、この性質はヒトと以外、トリ、ブタ、ウマウイルスも持っており、ウイルスの宿主間伝播を探る上で極めて重要な知見を与えた。また、これらの物質は、ウイルスシアリダーゼに抵抗性であり、これを用いる抗インフルエンザ薬開発の基盤が達成された。

Research Products

• [Publications] Xue-Long Sun: "Synthesis of C-3 modified sialylglycosides as neuraminidase-resistant inhibitors of influenza hemagglutinin"Eur.J.Org.Chem.. (in press). (2000)
• [Publications] Yasuo Suzuki: "Sialic acid species as a determinant of the host range influenxa A viruses"J.Virol.. (in press). (2000)
• [Publications] Sayuri Miyashita: "Development of recombinant B subunit of Shiga-like toxin 1 as a probe to detect carbohydrate ligands in immunochemical and flowcytometric application"Glycoconjugate J.. (in press). (2000)
• [Publications] Hiroyuki Masuda: "Substitution of amino acid residue in influenza A virus hemagglutinin affects recognition of sialyl-oligosaccharides containing N-glycolylneuraminic acid"FEBS LETT.. 464. 71-74 (1999)
• [Publications] Kazuhiro Fujimoto: "A macrocyclic sialic acid cluster as a host,as an adsobate,and as a ligand for lectin and virus.huaplicin-copper chelates inhibit replication of human influenxa viruses"Chemistry Letters. 1259-1260 (1999)
• [Publications] Darwin Kobasa: "Amino acid residues contributiong to the substrate specificity of the influenza A virus neuraminidase"J.Virol.. 73. 6743-6751 (1999)
• [Publications] K.Shikata: "L-selection and its ligands mediate inflration of mononuclear cells into kidney interstitium uretic obstruction"J.Pathol.. 188. 93-99 (1999)
• [Publications] Chao-Tan Guo: "Ganglioside GM1a on the cell surface is invloved the infection by human rotavirus KUN and MO strains"J.Biochem.. 126. 683-688 (1999)
• [Publications] 鈴木秀明: "免疫学的手法を用いた、ヒトおよびウサギプラスミノーゲンのインフルエンザA型ウイルスに対する結合解析"宮城大学看護学部紀要. 3(1). 2-8 (1999)
• [Publications] 鈴木康夫: "インフルエンザウイルス感染・増殖のメカニズム"日経ドラッグインフォーメーション. 27. 8-9 (2000)
• [Publications] 鈴木康夫: "医師と薬剤師によるインフルエンザ治療のあり方・患者指導"日経ドラッグインフォーメーション. 27. 12-14 (2000)
• [Publications] 松本慶蔵: "ザナミビルがわが国のインフルエンザ診療に与えるインパクト"日経メディカル別冊、日経CME. 1月号. 6-15 (2000)
• [Publications] 宮本大誠: "CD31(PECAM-1)"臨床免疫. (印刷中). (2000)
• [Publications] 鈴木康夫: "PSGL-1"臨床免疫. (印刷中). (2000)
• [Publications] 鈴木康夫: "インフルエンザウイルス"基礎生化学実験法(日本生化学会編). 5(印刷中). (2000)