風疹ウイルスレセプターの同定と体内伝播メカニズムの解明

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風疹ウイルスの細胞侵入に関与する宿主因子を同定するため、ヒト胎盤絨毛癌細胞を用い、CRISPR/Cas9によるゲノムワイド遺伝子ノックアウトスクリーニングを実施した。その結果、SMS1が候補として同定された。SMS1はスフィンゴミエリン合成酵素であり、本ノックアウトにより細胞中のスフィンゴミエリン量が大幅に低下する。ヒト胎盤絨毛癌細胞JAR細胞ではSMSファミリーのうち、SMS1のみが発現している。本細胞ではSMS1のノックアウトにより風疹ウイルスの細胞侵入は検出されなくなるが、SMS1もしくはSMS2の過剰発現により侵入が回復した。HeLa細胞ではSMS1およびSMS2の両方が発現しているが、両方のノックアウトによって完全に風疹ウイルスの侵入が阻止された。このことはSMSファミリーは風疹ウイルス感染に冗長的に働いていることを示唆している。風疹ウイルス粒子のエンベロープを自己消光濃度の蛍光脂質でラベリングし、膜融合時のlipid mixingを検討したところ、SMS1ノックアウト細胞でもコントロール細胞と同様にlipid mixing自体は生じていた。しかし、その後のヌクレオキャプシドの放出過程を、ゲノムRNAのin situ hybridizationならびにE1タンパク質の蛍光抗体染色を用いて検討したところ、SMS1ノックアウト細胞では、ヌクレオキャプシドの細胞質への放出が認められなかった。このことは風疹ウイルスの完全な膜融合とヌクレオキャプシドの細胞質内への放出に宿主のスフィンゴミエリンが必須であることを示唆するものであった。スフィンゴミエリンによって風疹ウイルスの侵入が厳密に制御されていることから、SMSファミリーは風疹および先天性風疹症候群の治療の有用なターゲットになりうるものと考えられた。