ＨＩＶの増殖・変異の制御に関する研究

文献情報

• 文献番号: 200629003A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: ＨＩＶの増殖・変異の制御に関する研究
• 課題番号: H16-エイズ-一般-003
• 研究年度: 平成18(2006)年度
• 研究代表者(所属機関): 佐藤 裕徳(国立感染症研究所病原体ゲノム解析研究センター)

研究分担者(所属機関)

• 高橋　秀宗(国立感染症研究所　感染病理部)
• 村上　努(国立感染症研究所　エイズ研究センター)
• 駒野　淳(国立感染症研究所　エイズ研究センター)
• 西澤　雅子(国立感染症研究所　エイズ研究センター)
• 小島　朝人(国立感染症研究所　感染病理部)
• 櫻木　淳一(大阪大学微生物病研究所　免疫・生体防御研究部門)
• 久保　嘉直(長崎大学熱帯医学研究所　エイズ感染防御分野)
• 原田　信志(熊本大学大学院　医学薬学研究部)
• 服部　俊夫(東北大学大学院　医学系研究科)
• 増田　貴夫(東京医科歯科大学大学院　医歯学総合研究科　)
• 間　陽子(理化学研究所　分子ウイルス学研究ユニット)
• 岡本　尚(名古屋市立大学　医学研究科)
• 生田　和良(大阪大学微生物病研究所　ウイルス免疫分野)
• 森川　裕子(北里大学北里生命科学研究所　大学院感染制御科学)
• 明里　宏文(（独）医薬基盤研究所　霊長類医科学研究センター)
• 足立　昭夫(徳島大学大学院　ヘルスバイオサイエンス研究部)
• 増田　道明(獨協医科大学　微生物学講座)
• 三隅　将吾(熊本大学大学院　医学薬学研究部　)
• 高折　晃史(京都大学大学院医学研究科)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 エイズ対策研究
• 研究開始年度: 平成16(2004)年度
• 研究終了予定年度: 平成18(2006)年度
• 研究費: 60,000,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

HIV感染症の諸問題は、HIVが細胞に感染し、変異しながら増殖することに端を発する。HIV感染症の理解を深め、これに介入するには、まずウイルスの増殖と変異のしくみをよく知る必要がある。そこで、本研究では、HIVの増殖と変異の分子機構について解析し、最新の科学知見を蓄積し、成果を新たな抗HIV薬の開発、動物モデル開発等のエイズ対策研究に役立てる。

研究方法

HIVの増殖と変異研究の専門家が連携する枠組みをつくり、分担して増殖と変異の素過程を解析する。解析には、分子遺伝学、細胞生物学等の実験科学の手法とともに、近年の進歩の著しい計算科学の手法を用い、特に蛋白質の立体構造解析を行なう。

結果と考察

HIVの増殖と変異に関わる細胞因子の探索と生理的意義の検証を行った。その結果、感染初期にウイルスの脱殻・ゲノムRNA逆転写に関わる宿主因子（Gemin2：増田貴）、感染初期にプロウイルス核内輸送に関わる宿主因子（importin α：間）、感染後期にGag細胞質輸送と集合・出芽に関わる宿主因子（Syntaxin：森川）、逆転写酵素の変異発生制御に関わる宿主因子（ATP：佐藤）、などを見つけた。また、計算機を用いた立体構造解析により、薬剤耐性変異がHIV変異率の変化を誘起するしくみ、EnV Gp41の変異が膜融合活性を変化させるしくみ、HIV亜株がプロテアーゼ阻害剤に低感受性となるしくみ、Capsid蛋白質変異に伴うTrim5α抗ウイルス作用感受性変化のしくみ、等を明らかにした（佐藤）。これらの成果をもとに、新たな作用点をもつ抗HIV薬を開発するためのリード化合物を複数得た（間、森川、佐藤）。さらに、ゲノムの約93％がHIV-1由来でありながらサル細胞で増殖するウイルスを作ることに成功した（足立）。本研究により得られた知見は、様々な応用研究に役立つ。例えば、新たな作用点をもつ抗HIV薬を開発するためのリード化合物の選定、ワクチンの開発と評価に必要な霊長類HIV感染モデルの構築、HIV変異ウイルス発生の迅速予測法の開発等に役立つと期待される。

結論

HIVの増殖と変異過程の詳細かつ組織的な解析と、計算機を用いて情報を高速処理し分析する新しい解析方法の導入により、交付申請時に設定した目標をほぼ達成した。HIVの増殖と変異のしくみを知ることは、全てのHIV感染症対策研究の基礎であり、今後も、引き続き研究を継続する必要がある。同時に、得られた成果をもとに抗HIV薬の開発、動物モデル開発等のエイズ対策研究を進めることが重要となる。

公開日・更新日

• 公開日: 2007-04-10
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 200629003B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: ＨＩＶの増殖・変異の制御に関する研究
• 課題番号: H16-エイズ-一般-003
• 研究年度: 平成18(2006)年度
• 研究代表者(所属機関): 佐藤 裕徳(国立感染症研究所病原体ゲノム解析研究センター)

研究分担者(所属機関)

• 高橋　秀宗(国立感染症研究所　感染病理部)
• 村上　努(国立感染症研究所　エイズ研究センター)
• 駒野　淳(国立感染症研究所　エイズ研究センター)
• 西澤　雅子(国立感染症研究所　エイズ研究センター)
• 小島　朝人(国立感染症研究所　感染病理部)
• 櫻木　淳一(大阪大学微生物病研究所　免疫・生体防御研究部門)
• 久保　嘉直(長崎大学熱帯医学研究所　エイズ感染防御分野)
• 原田　信志(熊本大学大学院　医学薬学研究部)
• 服部　俊夫(東北大学大学院　医学系研究科)
• 増田　貴夫(東京医科歯科大学大学院　医歯学総合研究科　　)
• 間　陽子(理化学研究所　分子ウイルス学研究ユニット)
• 岡本　尚(名古屋市立大学　医学研究科)
• 生田　和良(大阪大学微生物病研究所　ウイルス免疫分野)
• 森川　裕子(北里大学北里生命科学研究所　大学院感染制御科学)
• 明里　宏文(（独）医薬基盤研究所　霊長類医科学研究センター)
• 足立　昭夫(徳島大学大学院　ヘルスバイオサイエンス研究部)
• 増田　道明(獨協医科大学　微生物学講座)
• 三隅　将吾(熊本大学大学院　医学薬学研究部　)
• 高折　晃史(京都大学大学院　医学研究科)

• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 疾病・障害対策研究分野 エイズ対策研究
• 研究開始年度: 平成16(2004)年度
• 研究終了予定年度: 平成18(2006)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

HIV感染症の諸問題は、HIVが細胞に感染し、変異しながら増殖することに端を発する。HIV感染症の理解を深め、これに介入するには、まずウイルスの増殖と変異のしくみをよく知る必要がある。そこで、本研究では、HIVの増殖と変異の分子機構について解析し、最新の科学知見を蓄積し、成果を新たな抗HIV薬の開発、動物モデル開発等のエイズ対策研究に役立てる。

研究方法

HIVの増殖と変異研究の専門家が連携する枠組みをつくり、分担して増殖と変異の素過程を解析する。解析には、分子遺伝学、細胞生物学等の実験科学の手法とともに、近年の進歩の著しい計算科学の手法を用い、特に蛋白質の立体構造解析を行なう。

結果と考察

初年度にHIVの増殖と変異に関わる宿主因子の候補を絞り、次年度以降にその役割を詳しく解析した。その結果、感染初期にウイルスの脱殻・ゲノムRNA逆転写に関わる宿主因子（Gemin2：増田貴）、感染初期にプロウイルス核内輸送に関わる宿主因子（importin α：間）、感染後期にGag細胞質輸送と集合・出芽に関わる宿主因子（Syntaxin：森川）、逆転写酵素の変異発生制御に関わる宿主因子（ATP：佐藤）、などを見つけた。また、計算機を用いた立体構造解析により、薬剤耐性変異がHIV変異率の変化を誘起するしくみ、EnV Gp41の変異が膜融合活性を変化させるしくみ、HIV亜株がプロテアーゼ阻害剤に低感受性となるしくみ、Capsid蛋白質変異に伴うTrim5α抗ウイルス作用感受性変化のしくみ、等を明らかにした（佐藤）。これらの成果をもとに、新たな作用点をもつ抗HIV薬を開発するためのリード化合物を複数得た（間、森川、佐藤）。さらに、ゲノムの約93％がHIV-1由来でありながらサル細胞で増殖するウイルスを作ることに成功した（足立）。本研究により得られた知見は、様々な応用研究に役立つ。例えば、新たな抗HIV薬を開発するためのリード化合物の選定、ワクチンの開発と評価に必要な霊長類HIV感染モデルの構築、HIV変異ウイルス発生の迅速予測法の開発等に役立つと期待される。

結論

HIVの増殖と変異過程の詳細かつ組織的な解析と、計算機を用いて情報を高速処理し分析する新しい解析方法の導入により、交付申請時に設定した目標をほぼ達成した。HIVの増殖と変異のしくみを知ることは、全てのHIV感染症対策研究の基礎であり、今後も、引き続き研究を継続する必要がある。同時に、得られた成果をもとに抗HIV薬の開発、動物モデル開発等のエイズ対策研究を進めることが重要となる。

公開日・更新日

• 公開日: 2007-04-10
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 200629003C

成果

• 専門的・学術的観点からの成果: HIVの増殖と変異に関与する未報告の細胞因子を複数特定し、その生理的意義を明らかにした（Gemin2、importin α、Syntaxin、ATPなど）。計算機を用いた蛋白質立体構造解析を進め、ゲノム変異に伴うウイルスの性質変化を迅速に予測できることを示した。プロテアーゼの結晶構造解析に成功した。これらの研究成果をもとに、抗HIV活性を示す低分子化合物を複数得た。また、霊長類のHIV感染モデルの構築につながる重要な発見をした。
• 臨床的観点からの成果: 本研究により得られた知見は、エイズ対策研究事業で実施される様々な臨床応用研究の推進に役立つ。例えば、薬剤耐性ウイルス発生に関わる変異の特定、発生予測、迅速診断法開発、治療薬開発、霊長類HIV感染モデルの構築等に役立つ。
• ガイドライン等の開発: なし
• その他行政的観点からの成果: なし
• その他のインパクト: なし

発表件数

• 原著論文（和文）: 14件
• 原著論文（英文等）: 161件
• その他論文(和文): 12件
• その他論文(英文等): 2件
• 学会発表(国内学会): 201件
• 学会発表(国際学会等): 69件
• その他成果(特許の出願): 0件 ; 「出願」「取得」計6件
• その他成果(特許の取得): 0件
• その他成果(施策への反映): 0件
• その他成果(普及・啓発活動): 0件

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

• 原著論文1: Kamada, K., Igarashi, T., Martin M.A., et al.; Generation of HIV-1 derivatives that productively infect macaque monkey lymphoid cells.; Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. , 103 , 16959-16964 (2006)
• 原著論文2: Nishitsuji, H., Kohara, M., Kannagi, M., et al.; Effective suppression of human immunodeficiency virus type 1 through a combination of short- or long-hairpin RNAs targeting essential sequences for retroviral integration. ; J. Virol. , 80 , 7658-7666 (2006)
• 原著論文3: Hamamoto, S., Nishitsuji, H., Amagasa, T., et al.; Identification of a Novel Human Immunodeficiency Virus Type 1 Integrase Interactor, Gemin2, That Facilitates Efficient Viral cDNA Synthesis In Vivo. ; J. Virol. , 80 , 5670-5677 (2006)
• 原著論文4: Nitahara-Kasahara Y., Kamata M., Yamamoto T., et al.; A novel nuclear import of Vpr promoted by Importin-a is crucial for HIV-1 replication in macrophages.; J. Virol. (2007)
• 原著論文5: Hamano, T., Matsuo, K., Hibi, Y., et al.; A single-nucleotide synonymous mutation in the gag gene controlling human immunodeficiency virus type 1 virion production.; J. Virol. , 81 , 1528-1533 (2007)
• 原著論文6: Kinomoto, M., Yokoyama, M., Sato, H., et al.; Amino acid 36 in the human immunodeficiency virus type 1 gp41 ectodomain controls fusogenic activity Implications for the molecular mechanism of viral escape from a fusion inhibitor. ; J. Virol. , 79 , 5996-6004 (2005)
• 原著論文7: Kamata, M., Nitahara-Kasahara, Y., et al.; Importin- alpha promotes passage through the nuclear pore complex of human immunodeficiency virus type 1 Vpr. ; J. Virol. , 79 , 3557-3564 (2005)
• 原著論文8: Miyauchi, K., Komano, J., Yokomaku,, Y. et al.; Role of the specific amino acid sequence of the membrane-spanning domain of human immunodeficiency virus type 1 in membrane fusion. ; J. Virol. , 79 , 4720-4729 (2005)
• 原著論文9: Chen, R., Yokoyama, M., Sato, H., et al.; Human immunodeficiency virus mutagenesis during antiviral therapy: impact of drug-resistant reverse transcriptase and nucleoside and nonnucleoside reverse transcriptase inhibitors on human immunodeficiency virus type 1 mutation frequencies. ; J. Virol. , 79 , 12045-12057 (2005)
• 原著論文10: Yokomaku, Y., Miura, H., Tomiyama, H., et al.; Impaired processing and presentation of cytotoxic T-lymphocyte (CTL) epitopes are major escape mechanisms from CTL immune pressure in human immunodeficiency virus type 1 infection. ; J. Virol. , 78 , 1324-1332 (2004)
• 原著論文11: Murakami, T., Ablan, S., Freed, E. O., et al.; Regulation of human immunodeficiency virus type 1 Env-mediated membrane fusion by viral protease activity. ; J. Virol. , 78 , 1026-1031 (2004)
• 原著論文12: Ikeda, T., Nishitsuji, H., Zhou, X., et al.; Evaluation of the functional involvement of human immunodeficiency virus type 1 integrase in nuclear import of viral cDNA during acute infection. ; J. Virol. , 78 , 11563-11573 (2004)
• 原著論文13: Kameoka, M., Nukuzuma, S., Itaya, A., et al.; RNA interference directed against Poly(ADP-Robose) polymerase 1 efficiently suppresses human immunodeficiency virus type 1 replication in human cells. ; J. Virol. , 78 , 8931-8934 (2004)
• 原著論文14: Ijima, S., Nitahara-Kasahara, Y., Kimata, K., et al.; Reduction of human T-cell leukemia virus type 1 (HTLV-1) proviral loads in rats orally infected with HTLV-1 by Nuclear localization of Vpr is crucial for the efficient ; Virology , 327 , 249-261 (2004)
• 原著論文15: Zhou, X., Kubo, M., Nishitsuji, H., et al.; Inducible-costimulator-mediated suppression of human immunodeficiency virus type 1 replication in CD4(+) T lymphocytes. ; Virology , 325 , 252-263 (2004)
• 原著論文16: Morikawa, Y., Goto, T., and Momose, F. ; Human immunodeficiency virus type 1 Gag assembly through assembly intermediates. ; J. Biol. Chem. , 279 , 31964-31972 (2004)
• 原著論文17: Shirakawa, K., Takaori-Kondo, A., Kobayashi, M., et al.; Ubiquitination of APOBEC3 proteins by the Vif-Cullin5-ElonginB-ElonginC complex. ; Virology , 344 , 263-266 (2006)
• 原著論文18: Yusa, K., Maeda, Y., Fujioka, A., et al.; Isolation of TAK-779-resistant HIV-1 from an R5 HIV-1 gp120 V3 loop library. ; J. Biol. Chem. , 280 , 30083-30090 (2005)
• 原著論文19: Imai, K., and Okamoto, T. ; Transcriptional repression of human immunodeficiency virus type 1 by AP-4. ; J. Biol. Chem. , 281 , 12495-12506 (2006)
• 原著論文20: Imai, K., Nakata, K., Kawai, K; Induction of OGG1 gene expression by HIV-1 Tat. ; J. Biol. Chem. , 280 , 26701-26713 (2005)

公開日・更新日

• 公開日: 2015-07-03
• 更新日: -