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Summary in Japanese

研究の背景

狂犬病ウイルス（RABV）によって引き起こされる狂犬病は、ヒトを含む幅広い哺

乳類動物で致死的な神経症状を示す人獣共通感染症で、150 以上の国や地域に分布する。発

症予防に有効なワクチンが存在する一方、有効な治療法が確立されていない。一度狂犬病

を発症すると死を免れることは難しく、アジアやアフリカの貧困層を中心に死亡者数は毎

年約 6 万人と推定される。公衆衛生学上、世界的に重要視される感染症であるにも関わら

ず、狂犬病の発生状況は改善していない。この背景には、予防薬および治療薬の開発研究

の基盤となる RABV の病原性発現機構や感染増殖機構に関する知見の不足という現状があ

る。したがって本研究では、RABV の病原性ならびに感染・増殖機構の解明に取り組んだ。

第一章 G タンパク質の 333 位のアミノ酸に規定されるアストロサイト感染と IFN

応答による狂犬病ウイルスの弱毒化機構

RABV は、G タンパク質の 333 位（G333）のアミノ酸にグルタミン（Q）を保有す

ることで病原性が低下することが知られている。弱毒化の例として G333 に Q をもつワク

チン株 HEP は、

マウスで神経症状を呈さないが、

G333 をアルギニン

（R）

に置換した HEP333R

株は、マウスに致死的な病原性を示すようになる。第一章では、HEP 株とリバースジェネ

ティクス法で作出した HEP333R 株の比較解析により、G333 に依存する病原性規定因子を探

索した。

HEP 株と HEP333R 株を、神経細胞由来の NA 細胞とアストロサイト由来の SVG-A

細胞に感染させ、細胞の培養上清のウイルス力価測定により増殖効率を比較した。その結

果、NA 細胞において両株は同等の増殖レベルを示した一方で、SVG-A 細胞においては、

HEP333R 株が HEP 株に比べて低い増殖性を示した。アストロサイトにおける増殖性は、初

代培養細胞においても同様の傾向を認め、HEP333R 株は HEP 株よりもアストロサイトへの

親和性が低いことが示唆された。続いて、マウスにおけるアストロサイトへの感染性と IFN

産生の違いについて調べるために、HEP 株と HEP333R 株を感染させたマウスの脳からアス

トロサイトを分離し、ウイルスのゲノム量及びインターフェロン（IFN）の遺伝子発現量を

qRT-PCR で評価した。その結果、HEP333R 株は HEP 株に比べて脳全体での増殖効率に対す

るアストロサイトへの感染効率が低かった。アストロサイトは脳内において IFN の主要産

生細胞と考えられているが、HEP333R 株はアストロサイトでの IFN 産生レベルも低いこと

が明らかとなった。

既報の通り、免疫健常マウスを用いた感染実験では、HEP 株感染マウスは生存率

67

100%であったのに対し、HEP333R 株感染マウスは神経症状を示し全例エンドポイントに達

した。HEP 株は、HEP333R 株よりも脳内のウイルス力価が有意に低いにも関わらず、IFN や

ISGs 遺伝子の発現量は、HEP333R 株と同等であった。続いて、HEP 株の弱毒化に対する IFN

の影響を明らかにするために、I 型及び II 型 IFN 受容体欠損マウス（AG129 マウス）を用

いて感染実験を実施した。その結果、HEP 株は全例において HEP333R 株と同等の致死的病

原性を発揮したことより、HEP 株の弱毒化には IFN が寄与することが示唆された。

以上の実験結果より、第一章では、G333 に依存した RABV の病原性の違いには、

アストロサイト感染亢進による IFN 産生とそれに続く抗ウイルス活性の違いが関与するこ

とが明らかになった。

第二章 ESCRT タンパク質構成因子 TSG101 依存的な狂犬病ウイルスの出芽と弾

丸状ウイルス粒子形成機構

RABV が有するウイルスタンパク質はわずか５種類であり、その機能も限られる

ことから、ウイルスの感染増殖サイクルの遂行には多数の宿主因子の関与が予想される。

しかしながら、RABV 感染に関与する宿主因子の知見は限られ、RABV の感染増殖機構に

は未解明な点が多い。第二章では、脂質膜の調節や切り離しを担う宿主の ESCRT

（endosomal sorting complex required for transport）因子に着目し、RABV 感染増殖に関与す

る宿主因子の探索および機能解析を実施した。

まず、ESCRT 遺伝子群を標的とした siRNA スクリーニングにより、RABV 感染

増殖に関与する宿主因子として ESCRT-I 構成因子の TSG101（tumor susceptibility gene 101

protein）を同定した。TSG101 は、late (L)-ドメインを介し RABV のマトリックスタンパク

質（M）と相互作用した。L-ドメインは様々なウイルス間で保存され、ウイルス感染後期

過程に機能するアミノ酸配列モチーフからなる。RABV の株間でも、L-ドメインは広く保

存され、固定毒強毒株の CVS 株、固定毒弱毒株の HEP 株、街上毒株の Toyohashi 株は、

TSG101 の発現抑制により、同様にウイルス産生量が低下した。RABV M が有する L-ドメ

インは、PY 及び YL モチーフから構成され、TSG101 との相互作用には、YL モチーフが

強く関与することが明らかとなった。また、YL モチーフを置換した RABV 変異体は、細

胞での増殖性及びマウスにおける病原性が低下し、ウイルスタンパク質の細胞内凝集及び

ウイルス粒子の弾丸型形状の破綻を認めた。これらの性状の異常は、TSG101 発現抑制細

胞における親株ウイルス感染下でも共通して認められた。

以上の実験結果より、第二章では、RABV の出芽過程及び弾丸状ウイルス粒子形

成が宿主 TSG101 依存的であり、本過程には、YL モチーフを介した RABV M−TSG101 相

互作用が重要であることが示唆された。

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総括

本研究は、第一章ではウイルス因子側から、第二章では宿主因子側からアプローチ

することにより、RABV の新たな病原性発現（弱毒化）機構、ならびに出芽・弾丸状粒子

形成の分子機序を提唱した。狂犬病の流行を阻止するためには、RABV を野犬の集団内で

制御することが求められるが、野犬や野生動物用に使用される生ワクチンの作製には、ウ

イルスの病原性を規定する機序を理解することが重要となる。また、ウイルス−宿主間相互

作用の理解は、自身の増殖に宿主を必須とするウイルスの感染環を理解する上で必至であ

る。これらの研究が、RABV 感染の分子基盤解明に向けた更なる研究を促進し、今後の研

究成果が狂犬病の新規治療法開発へとつながることが期待される。

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