ウイルスの病原性と感染制御に関する研究

病毒发病机制及感染控制研究

• 批准号: 10J05529
• 负责人: 梶原 将大
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J05529/
• 关键词: マールブルグウイルス; エボラウイルス; 出芽; 抗体; 表面糖蛋白質; furin; 抗体療法; 国際研究者交流; 表面糖タンパク質; 感染増強; エスケープ変異体; 病原性; 自然宿主

フィロウイルス(Marburg virus(MARV)およびEbola virus(EBOV))はヒトを含む霊長類に致死的な出血熱を引き起こす。フィロウイルスはその粒子表面に一種類のみ糖蛋白質(GP)を有する。よって、GPはウイルスの粒子形成、感染性、増殖性、組織指向性および宿主特異性、さらには病原性に関与する重要な因子である。それと同時に、中和抗体の唯一の標的であると考えられる。これまでMARVの感染性を効果的に抑制する抗体の報告は無く、抗体によるMARVに対する感染防御メカニズムはほとんど不明であった。昨年度までの研究結果から、MARVのGP特異的モノクローナル抗体であるAGP127-8およびMGP72-17がMARVの感染性を抑制することが明らかとなっていた。そこで、今年度はこれら抗体によるMARVの感染抑制メカニズムの解明を目的として以下の実験を行った。最初に、MARVのGPをまとったシュードタイプ豚水疱性口炎ウイルスを用いてAGPI27-8およびMGP72-17抗体の中和活性を評価した。これら抗体と反応させたウイルスを細胞に接種したところ、感染価の減少は確認されなかったことから、AGP127-8およびMGP72-17抗体は従来の中和活性、すなわちウイルスの細胞侵入を阻害しないことがわかった。一方で、これら抗体のウイルス様粒子(VLP)形成への影響を評価したところ、抗体存在下においてVLPの放出が顕著に抑制されることがわかった。さらに、本物のMARVを用いて同様に試験したところ、AGP127-8およびMGP72-17抗体はMARVの細胞への感染を抑制しないものの、MARVの細胞からの出芽を阻害することがわかった。電子顕微鏡を用いて、出芽阻害抗体存在下におけるVLPおよびVLP産生細胞を形態学的に解析したところ、抗体非存在下ではVLPが細胞から効率よく出芽する一方で、抗体存在下では重度に絡まったVLPが細胞表面に堆積する様子が観察された。また、AGP127-8抗体の抗原結合部位(Fab)のみでVLPの形成は阻害されなかったため、AGPl27-8およびMGP72-17抗体はその分子中に複数の抗原結合部位を有することにより、GP分子間に複雑な架橋を形成し、VLPの凝集を引き起こしたと考えられる。これら抗体はGP1のfurin開裂部位近傍にエピトープを有することから、furin開裂により露出するエピトープを含む領域がMARVの出芽に対して補助的な働きを有する可能性が示唆された。本研究は、従来の中和試験では評価されない抗体もMARV感染における防御免疫に寄与する可能性を示すものである。また、AGPI27-8およびMGP72-17抗体はマールブルグ出血熱に対する抗体治療に応用できる可能性が考えられる。本研究の成績は抗体を用いたフィロウイルスの予防・治療法の開発に対して新たな知見を与えるものである。

Marburg virus(MARV) and Ebola virus(EBOV) are among the most common causes of hemorrhagic fever. A type of glycoprotein (GP) is present on the surface of the particles. There are important factors related to particle formation, infectivity, reproduction, tissue orientation, and host specificity in GP and its pathogenicity. At the same time, neutralizing antibody is the only target. This is the result of an antibody report against MARV infection. Last year's results showed that AGP127-8 and MGP72-17 inhibited the infectivity of MARV by GP-specific antibodies. This year's anti-MARV infection inhibition program is designed to address the following issues: Initially, MARV GP was used to evaluate the neutralizing activity of AGPI27-8 and MGP72-17 antibodies. Antibodies against AGP127-8 and MGP72-17 are confirmed to have neutralizing activity against cell inoculation and infection reduction. On the other hand, the effect of antibody on the formation of VLP was evaluated. In the presence of antibody, the emission of VLP was inhibited. In addition, the MARV of this substance was used in the same way as AGP127 -8 and MGP72 -17 antibodies to inhibit the infection of MARV cells and to inhibit the germination of MARV cells. VLP and VLP producing cells were analyzed morphologically with electron microscopy in the presence of budding inhibition antibodies, and VLP producing cells were observed in the absence of antibodies. AGP127 -8 and MGP72 -17 antibodies inhibit the formation of multiple antigen binding sites in their molecules, complex bridging between GP molecules, and aggregation of VLP. The possibility that the antibody may be present near the furin cleavage site of GP1 and may be present near the furin cleavage site of GP1 is demonstrated. This study is intended to demonstrate the potential of antibody and immune defense against MARV infection in future neutralizing assays. Antibodies to AGPI27-8 and MGP72-17 may be useful in the treatment of hemorrhagic fever. The results of this study are related to the development of new knowledge and methods for the prevention and treatment of antibodies.

项目成果

The PB2, PA, HA, NP, and NS genes of a highly pathogenic avian influenza virus A/whooper swan/Mongolia/3/2005 (H5N1) are responsible for pathogenicity in ducks.

高致病性禽流感病毒 A/大天鹅/蒙古/3/2005 (H5N1) 的 PB2、PA、HA、NP 和 NS 基因对鸭子具有致病性。

• DOI: 10.1186/1743-422x-10-45
• 发表时间: 2013-02-02
• 期刊: Virology journal
• 影响因子: 4.8
• 作者: Kajihara M;Sakoda Y;Soda K;Minari K;Okamatsu M;Takada A;Kida H
• 通讯作者: Kida H

抗体によるマールブルグウイルスの出芽阻害

抗体抑制马尔堡病毒出芽

• 发表时间: 2012
• 作者: 梶原将大;Marzi Andrea;中山絵里;野田岳志;黒田誠;Manzoor Rashid;Feldmann Heinz;吉田玲子;河岡義裕;高田礼人
• 通讯作者: 高田礼人

フィロウイルス糖蛋白質による宿主細胞表面分子の立体的遮蔽現象の解析

丝状病毒糖蛋白对宿主细胞表面分子的空间屏蔽分析

• 发表时间: 2012
• 作者: 野依修;松野啓太;梶原将大;中山絵里;五十嵐学;磯田典和;吉田玲子;高田礼人
• 通讯作者: 高田礼人

Antibody-mediated inhibition of Marburg virus budding

抗体介导的马尔堡病毒出芽抑制

• 发表时间: 2013
• 作者: Kajihara M;Marzi A;Nakayama E;Noda T;Igarashi M;Kuroda M;Manzoor R;Matsuno K;Feldmann H;Yoshida R;Kawaoka Y;Takada A
• 通讯作者: Takada A

Detection of highly pathogenic avian influenza virus infection in vaccinated chicken flocks by monitoring antibodies against non-structural protein 1 (NS1)

• DOI: 10.1016/j.vetmic.2010.07.002
• 发表时间: 2011-01-27
• 期刊: VETERINARY MICROBIOLOGY
• 影响因子: 3.3
• 作者: Takeyama, Natsumi;Minari, Kenji;Kida, Hiroshi
• 通讯作者: Kida, Hiroshi