2017 Fiscal Year Annual Research Report
Application of molecular dynamics simulation to construct of virtual assay system of antiviral drug resistance
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16K15420
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
坂本 直哉 北海道大学, 医学研究院, 教授 (10334418)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
須田 剛生 北海道大学, 大学病院, 特任助教 (20447460)
森川 賢一 北海道大学, 大学病院, 助教 (60384377)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | C型肝炎 / 薬剤耐性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、分子動力学解析法により、HCVを標的としたDirect acting antiviralsとそれぞれの標的蛋白との動的結合モデルを構築し、ウイルス薬剤耐性変異が標的結合性、複合体安定性に与える影響を解析、さらに得られた結果を、標的蛋白に変異を導入したHCV replicon細胞を用いた増殖・薬剤耐性レベルの解析で確認することを目的として研究を遂行し以下の結果を得た。
(1) HCV-NS5A蛋白は小胞体局在蛋白であり細胞内では二量体として存在する。NS5A蛋白とNS5A阻害薬分子、小胞体核酸、DAA分子のモデリングと分子動力学シミュレーションを実施し、NS5A2量体が安定して小胞体膜上に局在するための最適構造を確定した。(2) 未だ正確な結合構造があきらかにされていないNS5A阻害薬DaclatasvirとNS5A2量体の結合構造をシミュレーションしたところ、薬剤耐性変異L31, Y93アミノ酸残基の近傍に結合が安定化することを確認した。(3) 分子動力学シミュレーションで得られた仮説(モデル)を検証するためにNS5A阻害薬に対する耐性変異を有するHCV repliconおよびHCV genotype 1b培養系を構築し、増殖能および薬剤感受性を解析し、シミュレーションでの結合安定性と薬剤感受性が逆相関することが確認された。(4) NS5A阻害薬に高度耐性となるP32欠損変異を導入したHCV repliconおよびHCV培養系を用いて、現在臨床使用可能な薬剤全てが強度耐性となることを確認した。
本研究の成果により、今後数多く導入されるDAAプロトコルの症例に応じた適切な選択と適用決定のためのエビデンスを構築できた。
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