シアル酸を介さない新しいインフルエンザウイルスの感染機構の解明と感染制御

非唾液酸介导的新型流感病毒感染机制的阐明及感染控制

• 批准号: 10878100
• 负责人: 鈴木 康夫
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: University of Shizuoka
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10878100/
• 关键词: インフルエンザウイルス; ヘマグルチニン; シアル酸; レセプター; スルファチド; 糖鎖; インフルエンザウィルス

昨年度の研究で、インフルエンザウイルスに結合出来るシアル酸を含まない糖鎖を多くの糖鎖ライブラリーから調べた結果、硫酸基を持つスルファチド、中性糖脂質であるガラクトシルセラミドがヒト、トリ、ブタ、ウマなどの動物インフルエンザウイルスと結合できることを明らかにした。本年度は、スルファチドがインフルエンザウイルスのどのスパイクタンパク質と結合しているのかさらに、スパイクタンパク質分子のどの領域に結合しているのかを検討した。インフルエンザウイルスヘマグルチニン分子のみを人工的に発現した細胞を作成した。これをスルファチド処理してスルファチド結合部位をブロックしてからニワトリ赤血球を吸着させた。その結果、未処理赤血球の吸着は阻害されないのに対して赤血球をシアリダーゼ処理後スルファチドを膜に結合させたスルファチド再構成赤血球の吸着は完全に阻害された。この結果から、先ず、スルファチドは、ウイルススパイクタンパク質であるヘマグルチニン分子と結合すること、その結合領域は本来のシアル酸結合部位とは異なることが示された。また、スルファチドとより強く結合できる変異株の分離にも成功した。反対に、スルファチドとの結合性が弱い変異ウイルス株の分離は困難であったことから、インフルエンザウイルスのスルファチドへの結合性の性質は、自然界でも保持されやすいことが示唆された。今後、スルファチドを特異的に結合するヘマグルチニン分子内領域を、X腺結晶解析により明らかにする予定である。現在、スルファチドへの結合性が増強された変異ウイルスヘマグルチニンの遺伝子解析が進行中であり、その置換アミノ酸の同定から、スルファチド結合性の機構解明が達成できることが期待される。以上、本研究は、インフルエンザウイルスヘマグルチニンが、シアル酸含有糖鎖のみならず、第2のレセプターとも考えられる硫酸化糖脂質(スルファチドなど)や中性糖脂質にも結合出来、その結合領域はシアロ糖鎖とは異なることを分子レベルで明らかにした。しかも、この性質はヒトと以外、トリ、ブタ、ウマウイルスも持っており、ウイルスの宿主間伝播を探る上で極めて重要な知見を与えた。また、これらの物質は、ウイルスシアリダーゼに抵抗性であり、これを用いる抗インフルエンザ薬開発の基盤が達成された。

在去年的一项研究中，我们研究了可以与许多聚糖库中的流感病毒结合的无唾液酸糖链，发现硫酸盐基团和半乳糖酰胺（一种中性糖脂）可以与人类，禽类，猪和马匹等动物流感病毒（例如人类流感病毒）结合。今年，我们研究了哪些峰值蛋白硫化物与流感病毒结合，以及尖峰蛋白分子的哪个区域。细胞仅以人为表达流感病毒血凝素分子。在吸附鸡肉红细胞之前，对此进行了磺胺处理以阻止硫酸硫化物结合位点。结果，未抑制未处理的红细胞的吸附，而在唾液酸酶处理后将红细胞吸附在硫化物恢复性的阳性中，完全抑制了。这些结果表明，亚硫酸硫化物首先与血凝素分子（一种病毒尖峰蛋白）结合，其结合区域与原始的唾液酸结合位点有所不同。此外，我们已经成功地分离了可以与硫化物更强烈结合的突变体。相反，很难分离出与硫化物具有弱结合特性的突变病毒菌株，这表明流感病毒与硫化物的结合特性可能保留在本质上。将来，X-Gland晶体学揭示了特异性结合硫化物的血凝素的分子内区域。当前，正在进行增强与硫化物结合的突变病毒血凝素的遗传分析正在进行中，并且可以通过鉴定其取代的氨基酸来实现硫化物结合的机理。这项研究在分子水平上表明，流感病毒血凝素不仅可以与含唾液酸的糖链结合，还可以与硫化的糖脂（例如亚硫化物）和中性糖脂结合，这些糖脂和中性糖脂被认为是第二个受体，它们是第二个受体，并且它们与硫糖的结合区域不同。此外，该特性还具有人类以外的禽类，猪和马病毒，在探索病毒的宿主宿主传播方面提供了极为重要的见解。此外，这些物质对病毒唾液酸酶具有抵抗力，并实现了使用此酶开发抗炎性药物的基础。

项目成果

Kamitakahara,H.: "A lysoganglioside/poly-L-glutamicacid conjugateas a picomolar inhibitor of influenza hemagglutinin." Angew.Chem.Int.37(11). 1724-1728 (1998)

Kamitakahara,H.：“溶血神经节苷脂/聚-L-谷氨酸缀合物作为流感血凝素的皮摩尔抑制剂。”

Kazuhiro Fujimoto: "A macrocyclic sialic acid cluster as a host,as an adsobate,and as a ligand for lectin and virus.huaplicin-copper chelates inhibit replication of human influenxa viruses"Chemistry Letters. 1259-1260 (1999)

Kazuhiro Fujimoto：“大环唾液酸簇作为宿主，作为吸附剂，以及作为凝集素和病毒的配体。huaplicin-铜螯合物抑制人类流感病毒的复制”化学快报。

Hosaka,Y.: "Binding of influenza and paramyxoviruses to group B Streptococcus with the terminal sialyl-galactose linkage." J.Electron Microscopy. 47(2). 169-174 (1998)

Hosaka,Y.：“流感病毒和副粘病毒通过末端唾液酸-半乳糖键与 B 族链球菌结合。”

Yasuo Suzuki: "Sialic acid species as a determinant of the host range influenxa A viruses"J.Virol.. (in press). (2000)

Yasuo Suzuki：“唾液酸种类作为甲型流感病毒宿主范围的决定因素”J.Virol..（出版中）。

K.Shikata: "L-selection and its ligands mediate inflration of mononuclear cells into kidney interstitium uretic obstruction"J.Pathol.. 188. 93-99 (1999)

K.Shikata：“L-选择及其配体介导单核细胞的炎症进入肾间质尿道阻塞”J.Pathol.. 188. 93-99 (1999)