日本脳炎ウイルスコアタンパク質の細胞内動態および機能解析による病原発現機構の解明

日本脑炎病毒核心蛋白的细胞内动力学和功能分析阐明致病性表达机制

基本信息

批准号：
11J03343
负责人：
加藤大志
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J03343/
关键词：
日本脳炎ウイルスコアタンパク質病原性 Stress Granule RNA複製

项目摘要

Stress Granule(SG)は細胞がウイルス感染や酸化ストレスなどのストレスに曝された際に形成される細胞内顆粒状構造体で、停止状態にある翻訳開始複合体が集積したものである。偏性細胞内寄生体であるウイルスはゲノム複製や翻訳を宿主細胞に依存しているため、SGの誘導による翻訳抑制は宿主の生体防御反応の一つであると考えられている。本年度は日本脳炎ウイルス(JEV)のコアタンパク質によるSG形成の制御機構と病原性との関連性を明らかにした。JEV感染細胞におけるSG形成を検討するために、SGのマーカータンパク質であるG3BPの細胞内局在を指標に観察を行ったところ、JEV感染細胞はSG形成に抵抗性を示すことが明らかになった。このSG形成抑制に関わるウイルスタンパク質を探索した結果、コアタンパク質が関与することが示された。そこでコアタンパク質と相互作用する宿主因子を質量分析法で解析したところ、SG形成に関与するCaprin-1が同定された。さらにコアタンパク質の97番目のリジンおよび98番目のアルギニンがCaprin-1との相互作用に重要であることがわかった。そこでこの2つのアミノ酸をアラニンに置換した変異ウイルスを作製し、変異ウイルスの培養細胞における性状を解析した結果、変異ウイルスは野生型に比べて産生されるウイルス量が低下し、また変異ウイルス感染細胞では誘導されるSGの数は有意に増加した。最後にこの変異ウイルスのマウスに対する病原性について検討したところ、変異ウイルスは野生型に比べて、マウスに対する病原性が著しく低下していた。以上の成績より、JEVのコアタンパク質はCaprin-1と相互作用を介して、SGの形成を抑制し、効率のよいウイルス産生を可能にしていることが示唆された。またコアタンパク質によるSG抑制は個体レベルでの宿主防御にも重要であることが明らかになった。

应激颗粒（SG）是一种细胞内颗粒结构，当细胞暴露于病毒感染或氧化应激等应激时形成，并且是被捕的翻译起始复合物的积累。病毒是一种强大的细胞内寄生虫，依靠宿主细胞进行基因组复制和翻译，因此被认为是诱导SG的翻译抑制作用被认为是宿主的生物防御反应之一。今年，我们已经阐明了日本脑炎病毒（JEV）的核心蛋白质蛋白质蛋白质及其致病性之间的SG形成机制之间的关系。为了研究JEV感染细胞中的SG形成，我们观察到G3BP的细胞内定位是SG的标记蛋白，作为指数，并且揭示了JEV感染的细胞对SG形成具有抗性。寻找参与抑制SG形成的病毒蛋白，表明核心蛋白涉及。因此，通过质谱法分析了与核心蛋白相互作用的宿主因子，并且鉴定出参与SG形成的Caprin-1。此外，发现核心蛋白的位置97处的赖氨酸和精氨酸在与Caprin-1的相互作用中很重要。因此，产生了一种突变病毒，其中这两个氨基酸被丙氨酸取代，并分析了培养细胞中突变病毒的特性。与野生型相比，突变病毒产生的病毒量减少了，在感染突变病毒的细胞中诱导的SG数量显着增加。最后，当我们研究小鼠中这种突变病毒的致病性时，与野生型相比，小鼠突变病毒的致病性显着降低。这些结果表明，JEV的核心蛋白质通过与Caprin-1的相互作用抑制了SG的形成，从而使病毒产生有效。还已经表明，核心蛋白抑制SG对于在单个层面上的宿主防御也很重要。