Physical mechanisms of the role of cholesterol in envelope virus infection membrane fusion process

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高脂血症は新型コロナウイルス(SARS-Cov2)感染症の危険因子であるが、ステロール低下薬スタチン服用者は、重症化率、死亡率が低いとの報告がなされた。in vitro実験では、膜からコレステロール（Chol）を引き抜くとSARS-Cov2の培養ヒト細胞への感染が抑制された。他のエンベロープウイルス感染でもChol量が影響する。感染には、エンベロープ膜（脂質膜）と細胞膜の融合が必要である。これらのことに基づき、膜融合においてChol分子の物理的性質がどう関与するかを生体膜モデル系で探求することを着想した。これが研究の目的である。膜融合が起こるためには、膜同士が接近し互いの膜が接触する必要がある。膜間に強い反発作用があると膜同士の接触は実現しない。まず、リン脂質ホスファチジルエタノールアミン（POPE）からなるモデル膜に、CholとおよびコCholの前駆体であるラノステロール(Lan)を添加し、両ステロールがPOPE膜の膜間相互作用にどう影響するかを調べることに着手した。調べられた濃度範囲は、まだ狭いが、CholとLanで差が認められた。膜融合過程においては、逆ヘキサゴナル相類似の逆ミセル様構造が形成することが指摘されている。核磁気共鳴法による先行研究で、CholをPOPEに添加した場合、ラメラ相から逆ヘキサゴナル相転移温度は、低濃度では低下するが、20mol%を境に高濃度になると、逆に上昇するとされていたが、熱測定により、この現象を確認した。膜融合に逆ヘキサゴナル相形成やコCholが関与するのであるならば、膜融合に最適なChol濃度割合が存在することが示唆される。関連する業績として、Cholと同様にセラミド(Cer)もPOPEのラメラ-逆ヘキサゴナル相転移に影響を与える。過去に取ったCer・POPE系データを再解析した結果を論文として発表した。