宿主B細胞を利用したHIV-1遺伝子高頻度突然変異誘導機構

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14021118
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 北村 大介 東京理科大学, 生命科学研究所, 教授 (70204914)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 林 克彦 東京理科大学, 生命科学研究所, 助手 (20287486)
• Keywords: HIV-1 / 体細胞突然変異 / B細胞 / 胚中心 / トランスジェニックマウス / 後天性免疫不全症候群 / 免疫グロブリン遺伝子

Research Abstract

後天性免疫不全症候群を引き起こすHIV-1は高率に変異を起こし、これが抗HIV薬剤耐性のみならず、宿主の獲得免疫応答をウィルスが回避する原因となっている。HIV-1ゲノムの高変異性は逆転写酵素に起因するとされているが、最近、HIV-1遺伝子産物にRNA editingが見出されるなど、宿主側の何らかの機構も寄与している可能性がある。In vitroでHIV-1が活性化B細胞に感染し複製しうること、HIV関連リンフォーマが胚中心B細胞に由来し、HIV-1プロウィルスを有することなどから、感染者において胚中心B細胞にはHIV-1が感染しうると思われる。胚中心B細胞では、免疫グロブリン(Ig)遺伝子に高率に突然変異が起こるが、これはIg遺伝子エンハンサー領域およびそれに基づく転写に依存する。Igエンハンサーに働くいくつかの転写因子はHIV-1のLTRにも作用するので、HIV-1プロウィルス遺伝子はIg遺伝子と同様に活性化刺激により転写誘導され、突然変異誘導活性の標的となっている可能性が考えられる。これを検証するために、pol遺伝子の一部を除いたHIV-1プロウィルスを有するトランスジェニックマウス(東大医科研・岩倉洋一郎博士より)を用いた。Ig遺伝子突然変異が蓄積する5ヶ月令以降のマウスのパイエル板から胚中心B細胞を分離し、そのゲノムDNAからgp120 V3,V4 loop部分をPCR法にて増幅し、塩基配列を決した。その結果、変異の頻度は約1x10^<-4>で、Ig遺伝子の変異頻度(約10^<-2>)に比較すると低いが、PCRのエラー率(10^<-7>)よりはるかに高いので、染色体DNAに発生した変異であると考えられた。変異率が比較的低い理由については、トランスジーンの挿入部位の発現への影響やコピー数が多い(約10コピー)ことが影響している可能性がある。これらの可能性を考慮して、新たにコピー数の少ないHIV-1プロウィルスのトランスジェニックマウスを作製することにした。ES細胞にHIV-1Δpol遺伝子を導入し、1〜2コピー挿入された細胞を同定した。今後、このES細胞を用いてキメラマウスを作製する。

Research Products

• [Publications] Mizuta, R.: "Molecular visualization of immunoglobulin switch region RNA/DNA complex by atomic force microscope"J.Biol.Chem.. 278(7). 4431-4434 (2003)
• [Publications] Goitsuka, R.: "MIST functions through distinct domains in immunoreceptor signaling in the presence and absence of LAT"J.Biol.Chem.. 276(38). 36043-36050 (2001)
• [Publications] Tsuji, S.: "B cell adaptor containing Src Homology 2 domain (BASH) links B cell receptor signaling to the activation of hematopoietic progenitor kinase1"J.Exp.Med.. 194(4). 529-539 (2001)
• [Publications] Morimura, T.: "Notch signaling suppresses IgH gene expression in chicken B cells : implication in spatially restricted expression of Serrate2/Notch1 in the bursa of Fabricius"J.Immunol.. 166(5). 3277-3283 (2001)
• [Publications] Terauchi, A.: "A pivotal role for DNasel-sensitive regions 3b and/or 4 in the induction of somatic hypermutation of IgH genes"J.Immunol.. 167(2). 811-820 (2001)
• [Publications] Hayashi, K.: "The B cell-restricted adaptor BASH is required for normal development and antigen receptor-mediated activation of B cells"Proc.Natl.Acad.Sci. USA. 97(6). 2755-2760 (2000)
• [Publications] 北村 大介: "Molecular Medicine Vol.37臨時増刊号「免疫2000-01」"中山書店. 273 (2000)