2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of simple and efficient techniques to erase viral vectors by applying viral interference
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19K22968
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
入江 崇 広島大学, 医系科学研究科(医), 准教授 (70419498)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福士 雅也 広島大学, 医系科学研究科(医), 助教 (50313515)
坂口 剛正 広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (70196070)
酒井 宏治 国立感染症研究所, ウイルス第三部, 主任研究官 (70515535)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | センダイウイルス / ウイルスベクター / ベクター除去 / ウイルス干渉 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、iPS細胞関連研究の進展やゲノム編集技術の急速な普及などにより、細胞や個体へのより安全かつ効率的な遺伝子導入技術の必要性が益々高まってきている。この目的のために、ウイルスの感染能力を利用して能動的に遺伝子を細胞内に導入、発現させる様々なウイルス由来ベクターが開発され、広く利用されてきた。ウイルスベクターでは、導入遺伝子の一過性及び持続性発現の選択や、発現のON/OFFなども一部で可能ではあるが、任意の時点で遺伝子発現を停止させ、さらに細胞、個体内から導入したウイルスベクターを完全に除去することは非常に困難であり、これを達成するための技術もほとんど開発されていない。本研究では、iPS細胞作製用ベクターなどで高い使用実績を誇るセンダイウイルスベクターについて、これまでに我々が発見した様々なウイルス干渉作用を応用した、簡便で効率的な新規ウイルスベクター除去技術の開発を目的として研究を行っている。
目的遺伝子を搭載したウイルスベクターとしては、持続感染型センダイウイルスを用い、この発現を任意に停止、除去する干渉型ベクターの探索を進めることが望ましいと考えた。持続感染型SeVベクターは、温度感受性変異株を利用したものが報告されている。温度感受性変異株は生体温度（37℃）より低い34℃では活発に増殖するが、37℃では増殖できず、これをベクターとして用いた場合、ベクター接種個体で感染の拡大は起こらない。ある程度感染の拡大のある持続感染ウイルスの獲得を試み、これを得ることに成功した。このウイルスは、神経細胞を含む様々な培養細胞で容易に持続感染が成立した。このウイルスの持続感染メカニズムの解明を進めるとともに、蛍光蛋白質発現組換えウイルスを作製し、蛍光蛋白質の発現を指標に、持続感染細胞での持続感染ウイルスの増殖に干渉し、これを除去できるウイルスの探索を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の目的は、既存のウイルスをベースに、あるウイルスベクターの感染に干渉し、これを除去するウイルスを探索することであったが、持続感染性と生体温度でのウイルス増殖能の両方をもった、よりベクターとして適した新規ウイルス材料を獲得することができた。このウイルスは、単にウイルスベクターとして新たな可能性を示すだけでなく、このようなウイルスが感染個体でのウイルス増殖中に偶発的に出現しうることを示しており、個体集団でのウイルスの伝播、維持に新しい示唆を与えるものである。現在このウイルスを用いて本研究の主目的であるウイルスベクター除去技術の開発を進めるだけでなく、持続感染獲得メカニズムの解明、数理モデルを用いた個体集団でのウイルス動態の検討など、新たな展開を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、本年度に得られた生体温度でウイルスの増殖、拡散を起こしながら持続感染する新規センダイウイルスを基に作製した蛍光蛋白質（Venus）発現ウイルスをベースに、このウイルスの持続感染細胞からウイルスを除去できるウイルスの探索を進めるとともに、上記ウイルスベクターの半生化（F蛋白質及びHN蛋白質欠損型）などの作製とこれを用いた検証を進める。また上記成果を基に、マウスを用いた検証も行う。
また、「現在までの進捗状況」の「理由」欄にも示したが、上記の新規ウイルスは、従来報告のない新しい性質をもったものであり、感染個体でのウイルス増殖中にも同様のウイルスが偶発的に自然発生しうることを示唆している。このウイルスの持続感染メカニズムの解明を進めるとともに、数理モデルを用いて個体集団でこのようなウイルスが発生した場合に、ウイルス動態にどのような影響を与えるのかなど、新たな検証を行っていく。
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| Causes of Carryover |
当初の予定では、すでに保有している持続感染ウイルスを用いて研究を推進する予定であり、実験を一部実施しているが、新たに生体温度でウイルス増殖能を有する全く新しい持続感染性センダイウイルスの獲得に成功した。このウイルスは、従来型と比べてウイルスベクターとしての適用範囲が広くなり、有用であると考えら得られるため、このウイルスのゲノム配列の決定、このウイルスをベースとした組換えウイルス作製系の構築など、当初予定していなかった実験の実施が必要となった。このため、当初実施予定だった実験に遅れが生じ、次年度使用額が生じた。これについては、前年度初期の成果を踏まえつつ、当初計画していた干渉性ウイルスの探索に使用する。現在、新規取得ウイルスに関する上記の解析については完了し、また上記持続感染性ウイルスに蛍光蛋白質（Venus）を搭載した組換えウイルスの作製も完了している。本年度は、このウイルスを主に用いてた解析を進める予定である。
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