2020 Fiscal Year Annual Research Report
Integrated molecular basis for herpesvirus replication and pathogenesis
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20H05692
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
川口 寧 東京大学, 医科学研究所, 教授 (60292984)
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2020-08-31 – 2025-03-31
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| Keywords | HSV / Pcyt2 / ホスファチジルエタノールアミン / メクリジン / ケミカル・プロテオミクス / AIM2 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本申請課題では、研究代表者が長年の基礎研究で蓄積してきた様々な感染現象に関する知見を基盤に、先端的テクノロジーにより紐解く各感染現象を生体レベルのin depth解析に落とし込み、多階層的知見をHSVの増殖・病態発現機構の全体像として統合的に理解することを目標としている。現在までに、以下の知見の解明に至った。
1. 宿主細胞膜を構成する主要な成分であるグリセロリン脂質のHSV粒子形成における役割を解析することで、グリセロリン脂質の1つであるホスファチジルエタノールアミン（PE）の合成酵素Pcyt2欠損、Pcyt2の阻害剤メクリジン処理により、HSV粒子形成が著しく阻害されること、メクリジン投与によりマウスモデルにおける致死的なHSV感染が阻害されることを見出した。
2.規則性・堅甲性に富むウイルス粒子は、高次構造を有する蛋白質から形成されるという固定概念があり、粒子形成における天然変性蛋白質の意義は全く不明である。本研究では、ケミカル・プロテオミクスを駆使した非標準的ウイルス遺伝子解読法を確立し、新規HSV遺伝子を多数同定したところ、その半数が天然変性蛋白質であり、それらには、HSV粒子構成因子やHSV脳炎の新規制御因子が含まれることを見出した。
3. 先行研究により、HSVがコードする粒子構成因子の1であるVP22がAIM2インフラマソームの形成を阻害し、この免疫回避機構が生体内でのウイルス増殖に貢献することを見出していた後続研究として、VP22のDNA結合能に必要なドメインを同後、DNA結合能を消失させたVP22を持つ組換えHSVを作出し、その性状解析により、VP22のDNA結合能がHSV感染細胞におけるAIM2インフラマソーム阻害に必須であることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本申請課題では、① HSV輸送機構・粒子成熟機構の解明、② HSV遺伝子発現の不均一性の解明、③ 生体レベルにおけるHSV宿主免疫・抵抗性回避機構の解明、④ HSV感染享受の解明を試みている。①に関しては、以下の(i)および(ii)の解明に至った。(i)ホスファチジルエタノールアミン（PE）の合成酵素Pcyt2欠損、Pcyt2の阻害剤メクリジン処理時、電子顕微鏡解析より、HSV粒子形成が著しく阻害されること、メクリジン投与によりマウスモデルにおける致死的なHSV感染が阻害されることを見出した。(ii)ケミカル・プロテオミクスを駆使した非標準的ウイルス遺伝子解読法を確立し、新規HSV遺伝子を多数同定したところ、その半数が天然変性蛋白質であり、それらには、HSV粒子構成因子やHSV脳炎の新規制御因子が含まれることを見出した。③に関しても、初期免疫回避機構として既に報告済みであったVP22によるAIMインフラマソーム解析に関して、VP22のDNA結合能がHSV感染細胞におけるAIM2インフラマソーム阻害に必須であることを見出し、着実な進捗があった。さらに、宿主免疫回避機構における糖鎖修飾の役割解析にも着手した。一方、②および④に関しては、遺伝子発現をモニタリング可能な遺伝子組換えHSVの作出やセル・ソーターを駆使した新たな研究プラットフォームの確立といった着実な進捗もあったものの、コロナ禍の影響もあり、共同研究者と実施予定であったオミックス解析に遅延が生じている。以上を総合的に鑑み、本研究はやや遅れていると判断された。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、様々な感染現象の多面的解析を遂行し、「ウイルス感染現象の全体像」の解明を推進する予定である。
1.HSV輸送機構・粒子成熟機構の解明：昨年度、HSV粒子形成機構を司る宿主因子として同定した分子に関連して、ファミリー分子にも解析を拡張することで、さらなる知見の解明を試みる。また、核から細胞質へのウイルス粒子の輸送機構に関して、遺伝子発現への影響を排除した形で核ラミナ構造の機能を阻害することで、核ラミナの役割を解明する予定である。
2.HSV遺伝子発現の不均一性の解析：昨年度までに実施したシングル・セルテクノロジーにより得られた不均一性に関する宿主因子およびウイルス因子に関して、KOや関連分子の結合阻害変異導入を実施することで、さらに詳細な分子機構の解明を試みる。同定した宿主因子に関しては、阻害剤を利用した薬理学的解析により、生体レベルでのHSV病態発現機構との関連を解析する予定である。さらに、MACSテクノロジーとシングル・セルテクノロジーを併用することで、生体レベルにおける細胞腫特異的なHSV遺伝子発現の不均一性やHSVの翻訳活性のアトラス作製にも挑戦する。
3. 生体レベルにおけるHSV宿主免疫・抵抗性回避機構の解明：昨年度までの解析により得られたHSV宿主免疫回避機構における糖鎖修飾の役割を、ヒト・ガンマグロブリン投与マウスにおけるHSV病態発現機構の解析に供することで、さらなる知見を紐解く予定である。また、昨年度までの解析より候補となった複数のHSV抵抗性因子に関して、KOマウスを用いて、HSV側の回避因子を機能不全とした遺伝子組換えウイルスを用いた病態発現解析を実施する予定である。
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Research Products
(17 results)
