革新的核酸解析技術によるHIV潜伏感染機序の解明と克服のための研究
研究課題情報
- 課題管理番号
- 24fk0410052h0003
- 統合プロジェクト(二期)
疾患基礎研究プロジェクト<第二期>
- 事業名
エイズ対策実用化研究事業
- タグ(2024)
研究開発目的: 基礎医学研究
研究の性格: 疾患を特定した基礎医学研究<生命・病態解明研究>
研究モダリティ: その他
ICD-10大分類: 感染症および寄生虫症
対象疾患領域: 感染症
特記的事項: 研究倫理<ELSI/RRI等> , 国際共同研究 , 病原体の研究
補足確認: 予防・保健 , 診断 , 治療 , 予後・生活の質<QOL>
- タグ(2023)
研究開発目的: 基礎医学研究
研究の性格: 疾患を特定した基礎医学研究<生命・病態解明研究>
研究モダリティ: その他
ICD-10大分類: 感染症および寄生虫症
対象疾患領域: 感染症
特記的事項: 研究倫理<ELSI/RRI等> , 国際共同研究 , 病原体の研究
補足確認: 予防・保健 , 診断 , 治療 , 予後・生活の質<QOL>
- タグ(2022)
研究の性格: 生命・病態解明等を目指す研究
開発フェーズ: 該当なし
承認上の分類: 薬機法分類非該当
対象疾患: その他
疾患領域: 感染症
開発目的: 予防・健康 , 診断
- 代表研究機関
- 国立大学法人熊本大学
- 研究代表者
(2024) 佐藤賢文, 国立大学法人熊本大学, ヒトレトロウイルス学共同研究センター 教授
(2023) 佐藤賢文, 国立大学法人熊本大学, ヒトレトロウイルス学共同研究センター 教授
(2022) 佐藤賢文, 国立大学法人熊本大学, ヒトレトロウイルス学共同研究センター・教授
- 研究期間
- 2022年度 - 2024年度
- 課題への総配分額
- 219,000 千円
- 研究概要(2024)
- 近年、HIV治癒を目指す研究の重要性・必要性が高まり、世界的に多くの研究が行われているものの、治癒に至る道筋がいまだに明確とならない現状にある。HIV治癒に向け山積している未解決課題を、一つ一つ克服していくことが必要である。未解決な重要課題の1つに、ウイルスリザーバ細胞がどのようにして生まれ、さらにそれが抗ウイルス薬の存在下で長期にわたり維持される仕組みについて、充分な解明がなされていない事があげられる。 本研究課題の先行研究班である「高精細核酸解析技術と先駆的ウイルス動態解析技術との融合によるHIV潜伏感染克服へ向けた新規治療標的創出研究」班では、前者の細胞レベルでのプロウイルス発現制御メカニズム解明つまりlatent reservoirの問題に主に取り組んできた。これまでの班研究でHIV-timerを作製し、感染クローンの樹立やデータ解析を進めてきた。本研究課題では、全課題の内容を更に発展させて、シングルセルの解像度でTranscriptome, Epigenome, ウイルス組み込み部位などの多層的情報が取得される事となり、感染細胞がウイルス産生細胞になるか潜伏感染細胞になるかの運命決定メカニズムを明らかにする事を研究の目的とする。
- 研究概要(2023)
- 本研究課題の先行研究班である「高精細核酸解析技術と先駆的ウイルス動態解析技術との融合によるHIV潜伏感染克服へ向けた新規治療標的創出研究」班では,前者の細胞レベルでのプロウイルス発現制御メカニズム解明つまりlatentreservoirの問題に主に取り組んできた。これまでの班研究でHIV-timerを作製し,感染クローンの樹立やデータ解析を進めてきた。本研究課題では,全課題の内容を更に発展させて,シングルセルの解像度でTranscriptome,Epigenome,ウイルス組み込み部位などの多層的情報が取得される事となり,感染細胞がウイルス産生細胞になるか潜伏感染細胞になるかの運命決定メカニズムを明らかにする事を研究の目的とする。今年度は昨年度に引き続き、更なる研究進捗を推進していく。
- 研究概要(2022)
- 本研究課題の先行研究班である「高精細核酸解析技術と先駆的ウイルス動態解析技術との融合によるHIV潜伏感染克服へ向けた新規治療標的創出研究」班では、前者の細胞レベルでのプロウイルス発現制御メカニズム解明つまりlatent reservoirの問題に主に取り組んできた。これまでの班研究でHIV-timerを作製し、感染クローンの樹立やデータ解析を進めてきた。本研究課題では、全課題の内容を更に発展させて、シングルセルの解像度でTranscriptome, Epigenome, ウイルス組み込み部位などの多層的情報が取得される事となり、感染細胞がウイルス産生細胞になるか潜伏感染細胞になるかの運命決定メカニズムを明らかにする事を研究の目的とする。
研究成果情報
2024
2023
2022
成果の概要
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研究計画書にしたがって、3年目の潜伏感染細胞成立・維持メカニズム研究を推進した。潜伏感染細胞成立メカニズム解明のために、ウイルスが感染した後、細胞内での動態をタイマー蛍光タンパクを用いて高精度に解析する感染系の確立を行った。その結果、潜伏感染細胞クローンには、感染直後に直接潜伏化する群と、感染後一度ウイルスを発現してから潜伏化する2群を識別することが可能となった。その2つの異なる潜伏感染細胞では、興味深いことに組み込み部位の特徴が大きく異なっていた。一度発現して潜伏した細胞はクロマチンが閉じている、つまりより深い潜伏状態にあると考えられた。更に感染した細胞から、完全長のウイルスが異なる染色体ゲノムに組み込まれた感染クローンを10種類作製し、それぞれのプロウイルス全長配列と組み込み部位を決定した。樹立したクローンが潜伏を促進する薬剤(LPA)の評価系として有効性が高いことが示された(Communications Biology 2024)。更に、潜伏メカニズムを解明するために、プライマリーCD4+T細胞を活性化刺激ののちタイマーHIVウイルスを感染させて、シングルセルマルチオーム解析を行った。非感染状態でもCD4T細胞の多様な活性化状態が観察された。そこに、ウイルスが感染すると、非感染T細胞と似た細胞群、非なる細胞群に別れた。トランスクリプトーム解析、エピゲノム解析、RNA velocity解析、ウイルス組み込み部位解析を推進する事で、潜伏感染細胞成立の背景にあるメカニズム解明を進めて関連する宿主因子を特定した。更に、調整費措置によってcART抑制バーコードウイルス感染カニクイザルのモデル作製に成功した、今後のAMED-AIDSの貴重な研究リソースを確立した。潜伏維持メカニズム研究においては、潜伏に関わる宿主因子SLC25A42を特定し、論文発表を行った(BBRC 2023)。また、潜伏に関わるキナーゼを特定し、その阻害剤も同定しており、潜伏解除薬剤LRAの分子標的になる事が示唆された。分担研究者による潜伏感染動態数理モデル開発、臨床検体リザーバー測定サンプルの選定と予備的検討など計画に従った研究を実施した。
学会誌・雑誌等における論文一覧
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1. Hossain B, Uchiyama Y, Rajib SA, Rahman A, Takatori M, Tan BJY, Sugata K, Nagashima M, Kawakami M, Ito H, Kumagai R, Sadamasu K, Ogi Y, Kawaguchi T, Tamura T, Fukuhara T, Ono M, Yoshimura K, Satou Y. A micro-disc-based multiplex method for monitoring emerging SARS-CoV-2 variants using the molecular diagnostic tool Intelli-OVI. Communications Medicine. 2024, 4, 161. doi: 10.1038/s43856-024-00582-z.
2. White E, Papagno L, Samri A, Sugata K, Hejblum B, Henry AR, Rogan DC, Darko S, Recordon-Pinson P, Dudoit Y, Llewellyn-Lacey S, Chakrabarti LA, Buseyne F, Migueles SA, Price DA, Andreola MA, Satou Y, Thiebaut R, Katlama C, Autran B, Douek DC, Appay V. Clonal succession after prolonged antiretroviral therapy rejuvenates CD8+ T cell responses against HIV-1. Nature Immunology. 2024, 25, 9, 1555-1564. doi:10.1038/s41590-024-01931-9.
3. Takahama S, Washizaki A, Okamura T, Kitamura S, Nogimori T, Satou Y, Yasutomi Y, Yoshinaga T, Yamamoto T. The quality of SIV-specific fCD8 T cells limits SIV RNA production in Tfh cells during antiretroviral therapy. Journal of Viology. 2024, e0081224. doi: 10.1128/jvi.00812-24.
4. Takahashi N, Eltalkhawy YM, Nasu K, Abdelnaser RA, Monde K, Habash SA, Nasser H, Hiyoshi M, Ishimoto T, Suzu S. IL-10 induces activated phenotypes of monocytes observed in virally-suppressed HIV-1-infected individuals. Biochemical and Biophysical Research Communications 2024, 729, 150342. doi:10.1016/j.bbrc.2024.150342.
5. Nyame P, Togami A, Yoshida T, Masunaga T, Begum MM, Terasawa H, Monde N, Tahara Y, Tanaka R, Tanaka Y, Appiah-Kubi J, Amesimeku WO, Hossain MJ, Otsuka M, Yoshimura K, Ikeda T, Sawa T, Satou Y, Fujita M, Maeda Y, Tateishi H, Monde K. A heterocyclic compound inhibits viral release by inducing cell surface BST2/Tetherin/CD317/HM1.24. Journal of Biological Chemistry. 2024, 300(9), 107701. doi: 10.1016/j.jbc.2024.107701.
6. Hiyoshi M, Eltalkhawy YM, Abdelnaser RA, Ono A, Monde K, Maeda Y, Mahmoud RM, Takahashi N, Hatayama Y, Ryo A, Nozuma S, Takashima H, Kubota R, Suzu S. M-Sec promotes the accumulation of intracellular HTLV-1 Gag puncta and the incorporation of Env into viral particles. PLOS Pathogens. 21(1) e1012919-e1012919. doi: 10.1371/journal.ppat.1012919.
7. Park H, Yoshimura R, Iwanami S, Kim KS, Ejima K, Nakamura N,Aihara K, Miyazaki Y, Umeyama T, Miyazawa K, Morita T, Watashi K, Brooke CB, Ke R, Iwami S‡ and Miyazaki T.‡.Stratification of viral shedding patterns in saliva of COVID-19 patients. eLife. 2024, 13, RP96032, doi:10.7554/elife.96032.1.(‡ Equal contribution)
8. Jeong YD, Hart WS†, Thompson RN†, Ishikane M†, Nishiyama T, Park H, Iwamoto N, Sakurai A, Suzuki M, Aihara K, Watashi K, de Coul EO, Ohmagari N, Wallinga J, Iwami S‡, Miura F‡. Modelling the effectiveness of an isolation strategy for managing mpox outbreaks with variable infectiousness profiles. Nature Communications. 2024, 15,1, 7112,doi:10.1038/s41467-024-51143-w. (†, ‡ Equal contribution).
9. Park A, Byun JH, Jung IH, Iwami S, Kim KS. Quantification of the synergistic inhibitory effects of an oncolytic herpes virus plus paclitaxel on anaplastic thyroid cancer cell. Complexity. 2024, 3899849, 1, doi:10.1155/cplx/3899849.
10. Kim KS†, Iwamoto M†, Kitagawa K†, Park H‡, Hayashi S‡, Tsukuda S, Matsui T, Atsukawa M, Matsuura K, Chuaypen N, Tangkijvanich P, Allweiss L, Nishiyama T, Nakamura N, Fujita Y, Kawakami E, Nakaoka S, Muramatsu M, Aihara K, Wakita T, Perelson AS, Dandri M, Watashi K#, Iwami S#, Tanaka Y, Prediction of cccDNA dynamics in hepatitis B patients by a combination of serum surrogate markers. PLoS Computational Biology. 2025, 21, 1, e1012615, doi:10.1371/journal.pcbi.1012615. (†, ‡, # Equal contribution)
学会・シンポジウム等における口頭・ポスター
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1. Intelli-OVI: A new-generation clinical tool for monitoring SARS-CoV-2 variants. Md Belal Hossain, Yoshikazu Uchiyama, Samiul Alam Rajib, Mami Nagashima, Mamiyo Kawakami, Hitoshi Ito, Kenji Sadamasu, Yasuhiro Ogi, Tatsuya Kawaguchi, Tomokazu Tamura, Takasuke Fukuhara, Masahiro Ono, Kazuhisa Yoshimura, Yorifumi Satou, 第38回日本エイズ学会学術集会・総会, 2024/11/28, 国内, ポスター
国内 / ポスター
2. Intelli-OVI: A new-generation clinical tool for monitoring SARS-CoV-2 variants. Md Belal Hossain, Yoshikazu Uchiyama, Samiul Alam Raji, Mami Nagashima, Mamiyo Kawakami, Hitoshi Ito, Kenji Sadamasu, Yasuhiro Ogi, Tatsuya Kawaguchi, Tomokazu Tamura, Takasuke Fukuhara, Masahiro Ono, Kazuhisa Yoshimura, Yorifumi Satou, 第38回日本エイズ学会学術集会・総会, 2024/11/29, 国内, 口頭
国内 / 口頭
3. HIV-Tocky system to visualize proviral expression dynamics. Omnia Reda, Kazuaki Monde, Kenji Sugata, Akhinur Rahman, Wajihah Sakhor, Samiul Alam Rajib, Sharmin Nahar Sithi, Benjy Jek Yang Tan, Koki Niimura, Chihiro Motozono, Kenji Maeda, Masahiro Ono, Hiroaki Takeuchi, Yorifumi Satou. 第32回日本抗ウイルス療法学会学術集会, 2024/8/31, 国内, 口頭
国内 / 口頭
4. HIV-Tocky system to visualize proviral expression dynamics. Omnia Reda, Kazuaki Monde, Kenji Sugata, Akhinur Rahman, Wajihah Sakhor, Samiul Alam Rajib, Sharmin Nahar Sithi, Benjy Jek Yang Tan, Koki Niimura, Chihiro Motozono, Kenji Maeda, Masahiro Ono, Hiroaki Takeuchi, Yorifumi Satou, 3rd France – Japan symposium on HIV/AIDS & infectious diseases basic research. 2024/10/29, 国外, 口頭
国外 / 口頭
5. HIV-Tocky system to visualize proviral expression dynamics, Omnia Reda, Kazuaki Monde, Kenji Sugata, Akhinur Rahman, Wajihah Sakhor, Samiul A Rajib, Sharmin N Sithi, Benjy JY Tan, Koki Niimura, Chihiro Motozono, Kenji Maeda, Masahiro Ono, Hiroaki Takeuchi, Yorifumi Satou. The 24 th IRCMS Symposium on Hematopoiesis and Leukemia, 2025/2/18, 国内, ポスター
国内 / ポスター
6. Characterization of host genome in HIV-1 infected CD4+ T-cells from the patients under long-termcombined Anti-Retroviral Therapy (cART), Samiul Alam Rajib, Kouki Matsuda, Wajihah Binti Sakhor, Sharmin Nahar Sithi, Akhinur Rahman, Omnia Reda, Benjy Jek Yang Tan, Md Belal Hossain, Shuzo Matsushita, Kenji Maeda, Kiyoto Tsuchiya, Yorifumi Satou, 25th 熊本エイズセミナー, 2024/7/18, 国内, ポスター
国内 / ポスター
7. Host genomic landscape in long- term cART-treated HIV-1 Infection, Samiul Alam Rajib, Kouki Matsuda, Wajihah Binti Sakhor, Omnia Reda, Sharmin Nahar Sithi, Akhinur Rahman, Benjy Jek Yang Tan, Md Belal Hossain, Shuzo Matsushita, Kenji Maeda, Kiyoto Tsuchiya, Yorifumi Satou, 第38回日本エイズ学会学術集会・総会, 2024/11/28, 国内, ポスター
国内 / ポスター
8. Utilizing recombinant SIVmac in macaques to understand HIV-1 reservoirs establishment and persistence in vivo, Sharmin Nahar Sithi, Kazuaki Monde, Samiul Alam Rajib, Wajihah Sakhor, Kenji Sugata, Takuya Yamamoto, Yorifumi Satou. 25th 熊本エイズセミナー, 2024/7/17, 国内, ポスター
国内 / ポスター
9. Compound library screening to identify latency reversal agent by utilizing retrovirus silencer reporter clone, Sharmin Nahar Sithi, Kenji Sugata, M Ishrat Jahan, Akhinur Rahman, Koki Niimura, Samiul Alam Rajib, Wajihah Sakhor, Yorifumi Satou. 第44回阿蘇シンポジウム, 2024/8/2, 国内, ポスター
国内 / ポスター
10. Compound library screening to identify latency reversal agent by utilizing retrovirus silencer reporter clone, Sharmin Nahar Sithi, Kenji Sugata, M Ishrat Jahan, Akhinur Rahman, Koki Niimura, Samiul Alam Rajib, Wajihah Sakhor, Yorifumi Satou. 第32回日本抗ウイルス療法学会学術集会, 2024/8/30, 国内, 口頭
国内 / 口頭
「国民との科学・技術対話社会」に対する取り組み
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1. 武内 寛明. 病原体と宿主が織りなす感染現象とは? 〜エイズウイルスと新型コロナウイルスを中心に〜. 第310回愛媛大学応用科学セミナー・ミニシンポジウム, 2025/01/31, 国内, シンポジウム
国内