腸管オルガノイドのヒトノロウイルス感受性に関与する因子の同定

これまでの研究から、腸管細胞の表面に発現している糖鎖抗原がヒトノロウイルスの感染に関与していることが強く示唆されていた。疫学的研究やボランティ ア研究により、この糖鎖抗原にフコースを修飾するフコース転移酵素2(FUT2)遺伝子が機能していないヒトは、ヒトノロウイルス感染に抵抗性があることも知られている。ヒトの腸管オルガノイドを用いたヒトノロウイルスの培養系においても、FUT2遺伝子を欠失させたヒト腸管オルガノイド細胞は、過去に大流行を起こしたヒトノロウイルス_GII.4株に感染抵抗性を示した。 以上より、ヒトノロウイルスに対して腸管オルガノイドが感受性を示す要因が、細胞表面上に発現しているフコース修飾された分子と推測できる。実際にFUT2 を欠損させることで、膜表面へのヒトノロウイルスの結合が減少する。そこで本事業では、FUT2遺伝子を欠失させたヒト腸管オルガノイドと通常のヒト腸管オルガノイドを用いて、ヒトノロウイルスのウイルス様粒子（VLP)に結合する細胞膜表面上に発現している分子を比較した。その結果、ヒトノロウイルスのVLPに結合する分子のうち、通常のオルガノイドでのみ見つかったの分子、すなわち感染感受性に関与している可能性が高い候補分子を数種同定することに成功した。これらの同定した分子の遺伝子発現をそれぞれCRISPR/Cas9で欠失させたヒト腸管オルガノイド細胞を樹立することに成功したが、ヒトノロウイルスの感受性は変化しなかった。

これまでの研究から、腸管細胞の表面に発現している糖鎖抗原がヒトノロウイルスの感染に関与していることが強く示唆されていた。疫学的研究やボランティ ア研究により、この糖鎖抗原にフコースを修飾するフコース転移酵素2(FUT2)遺伝子が機能していないヒトは、ヒトノロウイルス感染に抵抗性があることも知られている。ヒトの腸管オルガノイドを用いたヒトノロウイルスの培養系においても、FUT2遺伝子を欠失させたヒト腸管オルガノイド細胞は、過去に大流行を起こしたヒトノロウイルス_GII.4株に感染抵抗性を示した。 以上より、ヒトノロウイルスに対して腸管オルガノイドが感受性を示す要因が、細胞表面上に発現しているフコース修飾された分子と推測できる。実際にFUT2 を欠損させることで、膜表面へのヒトノロウイルスの結合が減少する。そこで本事業では、FUT2遺伝子を欠失させたヒト腸管オルガノイドと通常のヒト腸管オルガノイドを用いて、ヒトノロウイルスのウイルス様粒子（VLP)に結合する細胞膜表面上に発現している分子を比較した。その結果、ヒトノロウイルスのVLPに結合する分子のうち、通常のオルガノイドでのみ見つかったの分子、すなわち感染感受性に関与している可能性が高い候補分子を数種同定することに成功した。これらの同定した分子の遺伝子発現をそれぞれCRISPR/Cas9で欠失させたヒト腸管オルガノイド細胞を樹立することに成功したが、ヒトノロウイルスの感受性は変化しなかった。