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。

在去年的研究中，我们从许多糖链库中调查了不含唾液酸的可与流感病毒结合的糖链，发现具有硫酸基的硫苷脂和中性糖脂半乳糖神经酰胺存在于据透露，它可以与马等动物的流感病毒结合。今年，我们研究了流感病毒硫苷脂的哪个刺突蛋白结合，以及它结合到刺突蛋白分子的哪个区域。我们创建了仅人工表达流感病毒血凝素分子的细胞。将其用硫苷脂处理以封闭硫苷脂结合位点，然后吸附鸡红细胞。结果，虽然未处理的红细胞的吸附未被抑制，但硫苷脂重构红细胞(其中红细胞用唾液酸酶处理且硫苷脂与膜结合)的吸附被完全抑制。这些结果首先表明硫脑苷脂与血凝素分子（一种病毒刺突蛋白）结合，并且其结合区域与原始唾液酸结合位点不同。他们还成功分离出一种能够与硫苷脂结合更牢固的突变菌株。另一方面，很难分离出与硫苷脂结合特性较弱的突变病毒株，这表明流感病毒与硫苷脂结合的特性很可能在自然界中得以维持。未来，我们计划通过X-腺体晶体分析来阐明血凝素特异性结合脑硫苷脂的分子内区域。目前正在对与硫苷脂结合增强的突变病毒血凝素进行遗传分析，预计通过鉴定取代的氨基酸来阐明硫苷脂结合机制。如上所述，本研究证明流感病毒血凝素不仅可以与含唾液酸的糖链结合，还可以与被认为是第二受体的硫酸化糖脂（如硫苷脂）和中性糖脂结合，并且结合区域含有唾液酸，在分子水平上表明它与糖链不同。而且，这种特性不仅存在于人类身上，也存在于禽类、猪和马病毒中，为探索病毒在宿主之间的传播提供了极为重要的知识。此外，这些物质对病毒唾液酸酶具有抗性，为利用它们开发抗流感药物奠定了基础。

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。”

鈴木秀明: "免疫学的手法を用いた、ヒトおよびウサギプラスミノーゲンのインフルエンザA型ウイルスに対する結合解析"宮城大学看護学部紀要. 3(1). 2-8 (1999)

Hideaki Suzuki：“使用免疫学方法对人和兔纤溶酶原与甲型流感病毒的结合分析”宫城大学护理学部通报 3(1) (1999)。

Xue-Long Sun: "Synthesis of C-3 modified sialylglycosides as neuraminidase-resistant inhibitors of influenza hemagglutinin"Eur.J.Org.Chem.. (in press). (2000)

孙学龙：“作为流感血凝素神经氨酸酶抗性抑制剂的 C-3 修饰唾液酸糖苷的合成”Eur.J.Org.Chem..（出版中）。