文献情報
文献番号
201226003A
報告書区分
総括
研究課題名
ＨＩＶの構造、増殖、変異に関する研究
課題番号
H22-エイズ-一般-003
研究年度
平成24(2012)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)
- 梁 明秀(横浜市立大学 医学部微生物学)
- 村上 努(国立感染症研究所 エイズ研究センター)
- 塩田 達雄(大阪大学 微生物病研究所)
- 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 分子ウイルス学特別研究ユニット)
- 岡本 尚(名古屋市立大学大学院 医学研究科)
- 岩谷 靖雅(名古屋医療センター 感染・免疫研究部)
- 野間口 雅子(徳島大学大学院 ヘルスバイオサイエンス研究部 )
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22(2010)年度
研究終了予定年度
平成24(2012)年度
研究費
31,880,000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感染症の制御は、国際社会の主要課題である。多剤併用療法の普及により感染者のエイズ発症阻止が可能となった。しかし、HIVは高度に変異性で、薬剤耐性ウイルスの発生と伝播を完全に防ぐことは難しい。薬剤治療の有効性を保証し、感染の拡大を防ぐには、新たな抗ウイルス薬とワクチンの開発が極めて重要である。そこで本研究では、新たな治療法開発の土台の構築を目的として、HIVの複製機構と免疫逃避機構の構造レベルでの基礎ウイルス学研究を実施した。
研究方法
実験と計算科学の手法を併用し、ウイルス蛋白質の機能と構造を解析した。ウイルス蛋白質の機能解析には、主に分子生物学的手法と生化学的手法を用いた。ウイルス蛋白質の構造解析には、X線結晶構造解析、NMR、並びにコンピュータシミュレーション技術（ホモロジーモデリング法、分子動力学法）を用いた。ウイルス増殖機構や阻害剤候補の解析には、主に培養細胞を用いたウイルス感染・増殖系を用いた。
結果と考察
APOBEC3C蛋白質の高分解能の結晶構造を得た（ID# 3VM8と3VOW）。点変異導入解析により、HIV Vif蛋白質が結合する表面構造を示唆した。Gp120 V3ループには蛋白質の受容体結合部位周辺の表面構造と動的性質の制御を通じて抗体感受性を制御する能力があることを示した。RIM5α感受性のHIV側の決定基はカプシドのL4/5、120番目のアミノ酸、ならびにC末端領域であることを明らかにした。HIV-1 Vif への結合と分解に関与するアミノ酸残基（10残基）を同定した。HIV-1インテグラーゼのコンフォメーションを規定する残基（Tyr15とAsp25）を見いだした。CyｃT1内部の水素結合ネットワークがTat活性制御に重要であることを見出した。VprとImpαの結合阻害分子ヘマトキシリン誘導体（IC50=1nM、CC500>80.0μM）、およびVprに結合しマクロフアージでのHIV複製を阻害するSIP-1誘導体（IC50=0.5 μM, CC50=51.4μM）を同定した。CA部分ペプチドのfragment 15が細胞膜透過性を付与することによってX4、R5 HIV-1のいずれのウイルスに対してもEC50 1uM以下で阻害活性を示すことを見つけた。SCYL2はVpuの脱リン酸化を促進することでVpu機能を抑制し、宿主防御因子Tetherinの抗HIV活性を昂進させる補的因子として働くことを見つけた。
結論
ウイルスの複製機構、並びに免疫逃避機構の構造レベルでの理解は、ウイルス増殖阻害剤やワクチン開発の最も重要な基盤の一つとなる。本研究により、R5ウイルスのエンベロープGp120蛋白質は抗体逃避能に優れた構造特性をもち、その構造はV3荷電により制御されることがわかった。また、ウイルスのカプシド蛋白質のN末ドメインには、ヒトTrim5αの抗ウイルス作用への耐性を維持するために必要な部位と構造が存在することがわかった。さらに、APOBEC3CのX線結晶構造の解明に成功し、APOBEC3 ファミリー の抗ウイルス活性を活用した新たな機序による抗 HIV薬開発の構造基盤を得た。さらに、HIVインテグラーゼは逆転写反応の進行に重要な働きをもち、その機能の発現にはN末ドメインが重要であることがわかった。これらの構造機能情報は、ウイルスや宿主蛋白質を標的とする新たなHIV増殖制御法開発の基盤となる。
公開日・更新日
公開日
2014-05-26
更新日
-