文献情報
文献番号
199700892A
報告書区分
総括
研究課題名
HIV-1エンベロープ蛋白による細胞膜融合に関する研究
課題番号
-
研究年度
平成9(1997)年度
研究代表者(所属機関)
俣野 哲朗(国立感染症研究所)
研究分担者(所属機関)
研究区分
厚生科学研究費補助金 先端的厚生科学研究分野 エイズ対策研究事業
研究開始年度
平成9(1997)年度
研究終了予定年度
-
研究費
2,000,000円
研究者交替、所属機関変更
-
研究報告書（概要版）
研究目的
エイズの予防・治療を考えるうえでの基本的方法の一つは、原因となるHIV-1感染・増殖の各過程のメカニズムを知り、その抑制法の開発を目指すことである。本研究は、このHIV-1感染の最初のステップであるウイルス細胞侵入過程の細胞膜融合を対象とし、ウイルス・エンベロープ蛋白(Env)が宿主細胞表面上のレセプターと結合して膜融合を生じるメカニズムを知ることを目的とする。細胞膜融合過程は「レセプターとの結合過程」およびそれに引き続く「結合後膜融合過程」の2つのステップに分けられ、Env細胞外サブユニット(SU)が細胞表面上の「レセプターと結合」することにより、Env 膜貫通サブユニット(TM)の立体構造変化が生じ「結合後膜融合過程」が進行すると考えられている。これまで、この過程はEnv単量体レベルで解析されてきたが、本研究では、「レセプター結合能」あるいは「結合後膜融合能」の各々一方のみを有するキメラEnvあるいはEnv変異体によって形成されるヘテロ三量体内の各単量体間相互作用による膜融合を観察することにより、SUのレセプターへの結合がどのようにTMの立体構造変化を引き起こし膜融合を生じるかをEnv三量体レベルで解析した。
研究方法
HIV-1と同じレトロウイルスに属するマウス白血病ウイルス(MLV) のEnvを用い、細胞同士の膜融合(ジンチア形成)の解析を行った。MLV Envは、HIV-1 Envと類似のTM構造を有しており、そのうえHIV-1 Envより構造解析が進んでいるため膜融合の解析に適している。本研究では、「レセプター結合能」あるいは「結合後膜融合能」の各々一方のみを有するEnv変異体あるいはキメラEnvを各々作成し、両者の共発現によるジンチア形成を観察した。(1)「結合後膜融合能」を欠くTM変異体の作成:MLV Env TM領域に変異を挿入しTM変異体を作成した。このTM変異体を発現するベクターDNAをNIH3T3細胞に導入後2日後にジンチア形成の有無を観察した。(2)「レセプター結合能」を欠くCD4-Envキメラの作成:Env SUのレセプター結合領域を含むN末端側約半分をヒトCD4の細胞外領域と置換することによりCD4-Envキメラを作成した。このキメラEnvについてもNIH3T3細胞に発現させてジンチア形成の有無を観察した。(3)「結合後膜融合能」を欠くTM変異体と「レセプター結合能」を欠くCD4-Envキメラとの共発現による細胞膜融合の解析:TM変異体とCD4-EnvキメラとをNIH3T3細胞に共発現させジンチア形成の有無を観察した。また、抗CD4抗体を用いた免疫沈降法により、共発現させた際のTM変異体とCD4-Envキメラとの相互作用の有無を調べた。
結果と考察
NIH3T3細胞において、TM変異体、CD4-Envキメラ各々の単独発現では、いずれもジンチア形成は認められなかった。一方、TM変異体とCD4-Envキメラとを共発現させると細胞膜融合が引き起こされジンチアが形成された。免疫沈降法により、このTM変異体はCD4-Envキメラと結合していることが示されたことから、TM変異体とCD4-Envキメラとを共発現させた細胞では、両者が相互作用してヘテロ三量体を形成していると考えられた。この場合、「結合後膜融合能」を欠くTM変異体と「レセプター結合能」を欠くCD4-Envキメラとが、双方で形成するヘテロ三量体の中で双方の機能欠損を補うことにより膜融合を生じることが明らかとなった。つまり、TM変異体由来のSUのレセプターへの結合が、三量体内の別の単量体であるCD4-Envキメラ由来のTMの立体構造の変化を引き起こし細胞膜融合を生じたと考えられた。
結論
「レセプター結合能」を有するTM変異体と「結合後膜融合能」を有するCD4-Envキメラとの共発現において、両者で形成するヘテロ三量体内の前者と後者の単量体間相互作用により細胞膜融合が生じることが明らかとなった。つまり、Env三量体のある単量体
のSUが「レセプターと結合」することにより、同じ単量体のTMだけでなく、三量体内の別の単量体由来のTMの「結合後膜融合能」も活性化されると考えられた。
のSUが「レセプターと結合」することにより、同じ単量体のTMだけでなく、三量体内の別の単量体由来のTMの「結合後膜融合能」も活性化されると考えられた。
公開日・更新日
公開日
-
更新日
-