細胞内へ侵入したB型肝炎ウイルス輸送動態の時空間的解析

B型肝炎ウイルス (HBV)は標的細胞への吸着・侵入のために感染受容体NTCPおよび受容体共益因子EGFRを利用する。リガンド刺激によるEGFRのリン酸化は、HBV、NTCP及びEGFRの急速な細胞内への取り込みを誘導するが、リガンド刺激の種類によりこの複合体の細胞内の動態は変化する。今年度では、リガンド刺激によりHBV感染が効率的に成立する細胞環境下のウイルス動態を解析した。ウイルスの動態変化はHBVウイルスエンベロープを模倣したペプチドプローブ(preS1-probe)と各種エンドソームマーカーとの時間依存的な共局在を共焦点顕微鏡を用いて評価した。得られた共局在定量データを基に、昨年度に構築したウイルス動態変化を記述する数理モデルより構築した確率シミュレーションを実施し、エンドソーム間の輸送割合を定量した。この解析により、細胞内へ急速にウイルスが取り込まれたとしても、初期エンドソームからリサイクリングエンドソームへの輸送経路へウイルスが振り分けられると感染があまり成立しないことを明らかにした。一方で、感染効率が高い細胞環境では、初期エンドソームから後期エンドソームへの経路にウイルスが振り分けられ、後期エンドソームでの滞留時間が長いことを見出した。プロテオーム解析により、この輸送経路の振り分けには細胞内タンパク質輸送を制御する複合体の構成タンパク質が寄与することを明らかにした。以上の結果は、ウイルスが細胞膜から侵入後に複製の場である核内へ輸送されるためには宿主機構を利用して、非常に厳密な制御を受ける必要があることを示唆する。

B型肝炎ウイルス (HBV)は標的細胞への吸着・侵入のために感染受容体NTCPおよび受容体共益因子EGFRを利用する。リガンド刺激によるEGFRのリン酸化は、HBV、NTCP及びEGFRの急速な細胞内への取り込みを誘導するが、リガンド刺激の種類によりこの複合体の細胞内の動態は変化する。今年度では、リガンド刺激によりHBV感染が効率的に成立する細胞環境下のウイルス動態を解析した。ウイルスの動態変化はHBVウイルスエンベロープを模倣したペプチドプローブ(preS1-probe)と各種エンドソームマーカーとの時間依存的な共局在を共焦点顕微鏡を用いて評価した。得られた共局在定量データを基に、昨年度に構築したウイルス動態変化を記述する数理モデルより構築した確率シミュレーションを実施し、エンドソーム間の輸送割合を定量した。この解析により、細胞内へ急速にウイルスが取り込まれたとしても、初期エンドソームからリサイクリングエンドソームへの輸送経路へウイルスが振り分けられると感染があまり成立しないことを明らかにした。一方で、感染効率が高い細胞環境では、初期エンドソームから後期エンドソームへの経路にウイルスが振り分けられ、後期エンドソームでの滞留時間が長いことを見出した。プロテオーム解析により、この輸送経路の振り分けには細胞内タンパク質輸送を制御する複合体の構成タンパク質が寄与することを明らかにした。以上の結果は、ウイルスが細胞膜から侵入後に複製の場である核内へ輸送されるためには宿主機構を利用して、非常に厳密な制御を受ける必要があることを示唆する。