著者

松山 州徳

出版者

日本ウイルス学会

雑誌

ウイルス (ISSN:00426857)

巻号頁・発行日

vol.61, no.1, pp.109-116, 2011-06-25 (Released:2012-03-20)

参考文献数

31

被引用文献数

5

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重症急性呼吸器症候群コロナウイルス(SARS-CoV)のエンベロープ糖蛋白(S蛋白)は,宿主プロテアーゼ(トリプシン,エラスターゼ,カテプシン,TMPRSS2)に切られて活性化される.インフルエンザウイルス等多くのエンベロープウイルスもプロテアーゼを利用するが,プロテアーゼの作用する様式がSARS-CoVとは異なる.インフルエンザウイルスの場合は細胞でウイルスが作られるときエンベロープ糖蛋白(HA)がプロテアーゼに切られ「膜融合誘導可能な形」になるが,SARS-CoVの場合は「細胞侵入の瞬間」にS蛋白が切られて膜融合開始の引き金が引かれる.我々はSARS-CoVによく似たS蛋白を持つマウス肝炎ウイルス(MHV-2)を用いて,S蛋白は二段階の構造変化をすることを検出した.まずS蛋白はレセプターに結合すると安定した三量体を形成し,Fusion Peptideを露出させ,細胞膜に突き刺さる.続いてプロテアーゼにより開裂を受け,内部のヘリックス構造を引きつけることによりウイルスと細胞の膜を引き寄せ,融合させると考えられる.このメカニズムはウイルスにとって標的細胞で確実に膜融合を誘導できる効率の良い仕組みである.

著者

松山 州徳

出版者

国立感染症研究所

雑誌

基盤研究(C)

巻号頁・発行日

2017-04-01

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我々の2016年の報告では、ヒトの風邪の病原体、ヒトコロナウイルスHCoV-229Eは、患者検体から分離された直後は、細胞表面のプロテアーゼ(TMPRSS2)を利用して細胞表面から侵入するが、培養細胞で継代することにより、エンドソーム経路を通りエンドソームのプロテアーゼ(カテプシンL)を利用するように変異することを示した。さらにこの変異ウイルスは、分化したヒト呼吸器上皮細胞(HBTE細胞)では感染力が著しく弱くなることを示した。これらの結果は、HCoV-229Eは生体内ではエンドソーム経路を避けていることを示唆している。本研究においてこれまでに、HCoV-229Eに加え他のヒトコロナウイルス、HCoV-OC43、HCoV-HKU1も臨床分離ウイルスは細胞表面のTMPRSS2を利用して積極的に侵入することを論文報告した。これで我々の仮説である「生体内ではヒトコロナウイルスはエンドソーム経路を避ける」が正しいことが三種のウイルスで確認されたことになる。一方、米国のグループは、中東呼吸器症候群コロナウイルス(MERS-CoV)がゴルジ体のプロテアーゼFurinを利用して細胞侵入することを報告している。この報告について我々は否定的な見解をもっており、我々の研究を進めるうえで、どうしてもFurin経路を否定しておく必要に迫られることとなった。すこし回り道をすることとなったが、MERS-CoV及び他のコロナウイルスはFurinを使って細胞侵入しないことの証明に成功し、論文報告をおこなった。現在我々は、「ウイルスの細胞侵入経路が自然免疫誘導に及ぼす影響」を調べるために、準備を行っている。また解析で得られた知見をもとに、抗ウイルス薬の作用機序の解析も行っている。

著者

松山 州徳

出版者

一般社団法人 日本内科学会

雑誌

日本内科学会雑誌 (ISSN:00215384)

巻号頁・発行日

vol.106, no.3, pp.409-414, 2017-03-10 (Released:2018-03-10)

参考文献数

9

著者

田口 文広 松山 州徳

出版者

日本ウイルス学会

雑誌

ウイルス (ISSN:00426857)

巻号頁・発行日

vol.59, no.2, pp.215-222, 2009-12-24 (Released:2010-07-03)

参考文献数

40

被引用文献数

1 7

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エンベロープウイルスは,エンベロープと細胞膜の融合により細胞内に侵入する.コロナウイルス(CoV)ではスパイク(S)蛋白がその機能を担う.本稿では,2種類のCoV,マウスCoV(マウス肝炎ウイルス,MHV)と重症急性呼吸器症候群ウイルス(SARS-CoV)の細胞侵入機構について概説する.感染細胞に細胞融合を誘導するMHV株は受容体結合によりS蛋白が構造変化し,エンベロープと原形質膜の融合により細胞表面から侵入するが,感染細胞融合能のないSARS-CoV及びMHV-2株はエンドゾームに輸送され,その酸性環境下でプロテアーゼによりS蛋白融合能が活性化されエンドゾーム膜との融合により侵入することが明らかとなった.また,細胞表面の受容体に結合したこれらのウイルスは,幾つかのプロテアーゼにより活性化され,直接細胞表面から侵入することが示唆され,SARS-CoVではエンドゾーム経由侵入より効率が高く,感染動物の肺での高いウイルス増殖の原因となる可能性が示唆された.また,MHV-JHM株は受容体非発現細胞にも感染することが明らかになり,その機構はJHMVの高神経病原性と関連すると思われた.

著者

松山 州徳

出版者

獣医疫学会

雑誌

獣医疫学雑誌 (ISSN:13432583)

巻号頁・発行日

vol.22, no.2, pp.110-111, 2018-12-20 (Released:2019-07-01)

著者

松山 州徳

出版者

獣医疫学会

雑誌

獣医疫学雑誌 (ISSN:13432583)

巻号頁・発行日

vol.17, no.2, pp.112-116, 2013-12-20 (Released:2014-07-01)

被引用文献数

5

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From March 2012 to October 2013, 145 cases including 62 deaths of Middle East respiratory syndrome (MERS) have been identified in 9 countries (Saudi Arabia, UAE, Qatar, Jordan, France, Germany, Italy, Tunisia, and UK). Recent studies say, while MERS appears to be more deadly in those it infects, it also seems to be less contagious than severe acute respiratory syndrome (SARS) in 2003. All primary cases were connected to the Arabian Peninsula, and nearly half of the cases died due to severe lung inflammation. Nosocomial transmission was implied in 26 percent of the cases. Human-to-human-transmission was considered the likely source of infection in hospital. From these cases, the median incubation period was estimated as 5.2 days (95 percent confidence interval 2 to 15 days). At the same time, some asymptomatic or mildly symptomatic cases have been reported. All MERS-positive cases were diagnosed by using real-time RT-PCR targeting upE and Orf1a genes of MERS-CoV. Specimens were taken from the upper or the lower respiratory tract and blood. Even though over a year has passed since the emergence of the 1st case, many questions on the origin and transmission patterns of the disease remain. The pathogen of MERS belongs to the lineage C of the beta coronaviruses (CoV), which are genetically similar to various coronaviruses detected in bats in Africa and Europe. And two studies suggest dromedary camels in Oman, the Canary Islands and Egypt may have been infected with the virus or a MERS-CoV-like virus in the past. However, human cases have not been detected in these areas. With the Hajj, the Muslim pilgrimage to Mecca in Saudi Arabia, taking place in October 2013 and attracting 3 million visitors, international public health efforts to mitigate and possibly contain this outbreak need to be reinforced. On alert for a possible pandemic, we prepared the PCR system, and shared it to 74 locations of prefectural public health institutes and quarantines in Japan.

著者

田口 文広 松山 州徳 中垣 慶子 森川 茂 石井 浩二 氏家 誠

出版者

国立感染症研究所

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

2005

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SARS-CoVは、受容体ACE2に結合後、エンドゾームに輸送され、cathepsin-Lなどのプロテアーゼによりスパイク(S)蛋白の膜融合能が活性化され、細胞侵入するという、エンドゾーム経路で細胞内へ侵入する。一方、我々は外来性のプロテアーゼが存在する場合、細胞表面から侵入する可能性を提唱した。この細胞表面からの侵入は、ACE2結合したS蛋白がプロテアーゼにより解裂され、膜融合活性を獲得するために可能になると考えられている。本研究では、この仮説を検証するため、解裂性S蛋白を持つpseudotypeウイルスを用いて、細胞表面からの侵入が可能か否かに付いて検討した。SARS-CoV S蛋白上の細胞内プロテアーゼ(フリン)により解裂が予想される3か所にプロテアーゼ認識アミノ酸配列を導入した変異S蛋白を作成した。このS蛋白をenvelope上に持つ水泡生口内炎ウイルス(VSV)のpseudotypeウイルスを作成し、その細胞侵入経路を検討した。3か所の変異挿入部位の中で、S蛋白797/798で解裂が起こるよう設計されたS蛋白は、細胞融合性を示し、pseudotype envelope上に発現された。このpseudotypeは、SARS-CoV非解裂性S蛋白を持つpseudotypeと比べ、エンドゾーム経由感染阻止薬による感染抑制はなく、また、SARS-CoVがエンドゾーム内で活性化されるプロテアーゼ阻害剤の影響も低かった。以上の結果から、解裂性S蛋白を持つpseudotypeは細胞表面から侵入することが強く示唆された。即ち、SARS-CoVはプロテアーゼの存在下で直接細胞膜から細胞侵入する能力を有することが確認された。マウス肝炎ウイルス(MHV)のS蛋白のheptad repeat由来peptideは膜融合活性を阻害することでウイルス感染を阻止することが報告されている。SARS-CoVのS蛋白でも同様の実験がなされたが、MHVに比べて阻害効率が著しく悪い事が報告されている。我々は、外来性のプロテアーゼ存在下、細胞表面からの感染が可能な状態で、peptideの感染阻害効率を再評価した。この結果、細胞表面からのウイルス感染では従来考えられていたよりも低濃度のpeptideで効率よく阻害できる事が分かった。このことは、これらのpeptideが潜在的なSARS-CoVに対するinhibitorとなりえる事を示唆するもので、SARS-CoVの感染経路にpeptideをターゲティングする事でSARS-CoVの感染を効率よく阻止できる可能性を示した。

著者

田口 文広 松山 州徳 氏家 誠

出版者

日本獣医生命科学大学

雑誌

特定領域研究

巻号頁・発行日

2009

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SARSコロナウイルス(SARS-CoV)は細胞に感染する時、宿主細胞のプロテアーゼを利用することが知られている。細胞に吸着したウイルスにトリプシンなどのプロテアーゼが作用し、スパイク(S)蛋白が解裂されることにより、直接細胞膜から侵入する。また、プロテアーゼにより感染細胞は融合することも報告されている。プロテアーゼの非存在下では、エンドゾーム経由で感染するが、プロテアーゼ存在下と比べると、感染効率は低い。コロナウイルスの中ではSARS-CoVのみならず多くの種がプロテアーゼ依存性に感染し、細胞融合を引き起こす。その中でも、豚の下痢症ウイルス(PEDV)はプロテアーゼ依存性が高く、トリプシンなどのプロテアーゼが存在しないと感染拡大が極めて弱い。今年度は、PEDV感染におけるプロテアーゼの役割について検討した。トリプシン存在下或いは膜貫通型プロテアーゼTMPRSS2発現Vero細胞では、感染性ウイルス粒子が細胞外に効率よく放出され、プロテアーゼ非存在下と比べ、その感染性は100-1000倍高かった。我々は、トリプシン非存在下のVero細胞とプロテアーゼ阻害剤を加えたTMPRSS2発現細胞では、電子顕微鏡による観察で、ウイルス粒子が細胞表面に付着してクラスターを形成しているが、トリプシン付加により、また、プロテアーゼ阻害剤のないTMPRSS2発現細胞では、細胞表面のウイルス粒子のクラスターは消失していることを観察した。これらのことから、PEDV感染におけるプロテアーゼの役割は、細胞外へのウイルスの放出であり、それは、感染細胞外で細胞膜に付着しているウイルス粒子を細胞膜から剥がすのに重要であることが判明した。今後、どのような細胞分子がウイルスと細胞膜との結合に関与しているのかを検討したい。

著者

白戸 憲也 直 亨則 松山 州徳 影山 努

出版者

日本ウイルス学会

雑誌

第67回日本ウイルス学会学術集会

巻号頁・発行日

2019-09-20

著者

田口 文広 松山 州徳 森川 茂 氏家 誠 白戸 憲也 座本 綾 渡辺 理恵 中垣 慶子 水谷 哲也

出版者

国立感染症研究所

雑誌

特定領域研究

巻号頁・発行日

2004

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1)SARSコロナウイルス(SARS-CoV)に関する研究SARS-CoVは通常エンドゾーム経由で細胞内へ侵入することが報告されているが、我々はSARS-CoVのS蛋白の融合活性を誘導するプロテアーゼ(trypsin, elastase等)存在下では細胞膜径路で侵入することを明らかにした。更に、この径路による感染は、エンドゾーム径路感染より100-1000倍感染効率が高いことが判明した(PNAS,2005に発表)。SARSの重症肺炎の発症機序は、ウイルス感染を増強する様なプロテアーゼの存在が重要ではないかと考え、マウスに非病原性細菌感染で肺elastaseを誘導し、SARS-CoVを感染させることにより、ウイルス増殖及び肺の組織障害が高くなることを観察した。今後、更に重症肺炎に至るウイルス側及び宿主側因子の同定を進めたい。2)マウスコロナウイルス(MHV)に関する研究神経病原性の高いMHV-JHM株は受容体発現細胞に感染し、その細胞から受容体を持たない細胞に感染することが知られている。我々は、JHM株を直接受容体非発現細胞へ吸着させることにより、感染が成立することをspinoculation法(ウイルスが接種された細胞をウイルスと共に3000rpmで2時間遠心)により証明した。また、受容体非依存性感染にはJHM株のS蛋白の自然条件下で融合能が活性化されるという性質によることも明らかにされた(J.Viro1.2006発表)。