重点感染症の病態発現と宿主の遺伝的背景の関連解析とその実証
研究課題情報
- 課題管理番号
- 25fk0108690h0002
- 統合プロジェクト(三期)
感染症プロジェクト
- 統合プロジェクト(二期)
医薬品プロジェクト<第二期>
- 事業名
新興・再興感染症に対する革新的医薬品等開発推進研究事業
- タグ(2025)
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: in vivo-齧歯類
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: 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(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: in vivo-齧歯類
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: 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>
- 代表研究機関
- 国立大学法人東京大学
- 研究代表者
(2025) 佐藤佳, 国立大学法人東京大学, 医科学研究所 教授
(2024) 佐藤佳, 国立大学法人東京大学, 医科学研究所 教授
- 研究期間
- 2024年度 - 2026年度
- 課題への総配分額
- 33,800 千円
- 研究概要(2025)
- 研究開発分担者・真下が、i-GONAD法により、すでに4つの自然免疫に関わる遺伝子を欠損したハムスターを作出に成功している。作出した遺伝子欠損ハムスターについて、生存率や生育状況の評価を進める。また、研究開発代表者・佐藤が、新型コロナウイルスの感染実験を実施する(一部はすでに進行中)。これにより、対象とする遺伝子の欠損が、病態発現や病体増悪に与える影響を実験的に解析する。研究開発分担者・高山は、ヒトにおける当該遺伝子の変異の影響を検証するために、遺伝子改変・欠損ヒトiPS細胞由来のヒト呼吸器オルガノイドを作出する。それを用い、研究開発代表者・佐藤が、新型コロナウイルスの感染実験を実施する(一部はすでに進行中)。データが揃い次第、ハムスターの実験結果とヒトiPS細胞での実験結果を相互比較する。
- 研究概要(2024)
- 研究開発分担者・真下が、i-GONAD法により、GWASで同定された遺伝子を改変・欠損したハムスターを作出する(一部はすでに進行中)。作出した遺伝子改変・欠損ハムスターを用い、研究開発代表者・佐藤が、新型コロナウイルスの感染実験を実施し、GWASで同定された遺伝子の変異が、病態発現や病体増悪にどのように寄与するのかを実験的に再現し、それを解析する。さらに、遺伝子の機能は、動物種を超えることで変化する可能性も十分に想定される。そこで、ヒトにおけるGWASで同定された遺伝子の変異の影響を検証するために、研究開発分担者・高山が、遺伝子改変・欠損ヒトiPS細胞由来のヒト呼吸器オルガノイドを作出する。それを用い、研究開発代表者・佐藤が、新型コロナウイルスの感染実験を実施する。
研究成果情報
2024
成果の概要
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これまでの医学・生命科学研究においては、ウイルスの病態解析のために、実験用の近交系マウスが常用されていた。マウスの場合、さまざまな遺伝子が改変・欠損されたさまざまな系統が存在するが、マウスには感受性を示さない病原ウイルスも複数存在する。重点感染症に分類される呼吸器感染症のうち、COVID-19やSARS、MERSがこれに該当する。また、重点感染症グループBに属する新型コロナウイルスやSARSウイルス、ニパウイルス、そして出血熱ウイルスの一種であるハンタウイルスの場合は、ハムスターがモデル動物として用いられる。
R6年度はまず、新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)やSARSコロナウイルスなど、さまざまなコロナウイルスに感染したハムスター実験動物モデルの作出に成功した(佐藤)。
「研究開発項目1:遺伝子改変ハムスターの作出」については、i-GONAD法によって、遺伝子改変ハムスターの作出を開始し、すでに3系統の構築に成功している(真下)。現在は、遺伝子改変ハムスターの個体数を増やし、「研究開発項目2:遺伝子改変ハムスターを用いた感染実験」に向けた準備を進めている。
「研究開発項目3:遺伝子改変ヒトiPS細胞由来呼吸器オルガノイドを用いた感染実験」については、遺伝子改変呼吸器オルガノイドの作出を開始し、1系統の構築に成功した(高山)。現在、ウイルス感染実験の準備を進めている。
R6年度はまず、新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)やSARSコロナウイルスなど、さまざまなコロナウイルスに感染したハムスター実験動物モデルの作出に成功した(佐藤)。
「研究開発項目1:遺伝子改変ハムスターの作出」については、i-GONAD法によって、遺伝子改変ハムスターの作出を開始し、すでに3系統の構築に成功している(真下)。現在は、遺伝子改変ハムスターの個体数を増やし、「研究開発項目2:遺伝子改変ハムスターを用いた感染実験」に向けた準備を進めている。
「研究開発項目3:遺伝子改変ヒトiPS細胞由来呼吸器オルガノイドを用いた感染実験」については、遺伝子改変呼吸器オルガノイドの作出を開始し、1系統の構築に成功した(高山)。現在、ウイルス感染実験の準備を進めている。
学会誌・雑誌等における論文一覧
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1. Jarel Elgin M. Tolentino, Spyros Lytras, Jumpei Ito & Kei Sato. Recombination breakpoint analysis on receptor switching event of MERS-CoV and its close relatives: implication for the emergence of MERS-CoV. Virology Journal,2024, 21(1):84,doi:10.1186/s12985-024-02358-2.
2. Tomokazu Tamura, Hayato Ito, Shiho Torii, Lei Wang, Rigel Suzuki, Shuhei Tsujino, Akifumi Kamiyama, Yoshitaka Oda, Masumi Tsuda, Yuhei Morioka, Saori Suzuki, Kotaro Shirakawa, Kei Sato, Kumiko Yoshimatsu, Yoshiharu Matsuura, Satoshi Iwano, Shinya Tanaka & Takasuke Fukuhara. Akaluc bioluminescence offers superior sensitivity to track in vivo dynamics of SARS-CoV-2 infection. iScience,2024,27(5):109647, doi: 10.1016/j.isci.2024.109647.
3. Yu Kaku, Keiya Uriu, Yusuke Kosugi, Kaho Okumura, Daichi Yamasoba, Yoshifumi Uwamino, Jin Kuramochi, Kenji Sadamasu, Kazuhisa Yoshimura, Hiroyuki Asakura, Mami Nagashima, The Genotype to Phenotype Japan (G2P-Japan) Consortium, Jumpei Ito & Kei Sato. Virological characteristics of the SARS-CoV-2 KP.2 variant. Lancet Infectious Diseases,2024,24(7):e416, doi:10.1016/S1473-3099(24)00298-6.
4. Shigeru Fujita, Arnon Plianchaisuk, Sayaka Deguchi, Hayato Ito, Naganori Nao, Lei Wang, Hesham Nasser, Tomokazu Tamura, Izumi Kimura, Yukie Kashima, Rigel Suzuki, Saori Suzuki, Izumi Kida, Masumi Tsuda, Yoshitaka Oda, Rina Hashimoto, Yukio Watanabe, Keiya Uriu, Daichi Yamasoba, Ziyi Guo, Alfredo A Hinay Jr., Yusuke Kosugi, Luo Chen, Lin Pan, Yu Kaku, Hin Chu, Flora Donati, Sarah Temmam, Marc Eloit, Yuki Yamamoto, Tetsuharu Nagamoto, Hiroyuki Asakura, Mami Nagashima, Kenji Sadamasu, Kazuhisa Yoshimura, Yutaka Suzuki, The Genotype to Phenotype Japan (G2P-Japan) Consortium, Jumpei Ito, Terumasa Ikeda, Shinya Tanaka, Keita Matsuno, Takasuke Fukuhara, Kazuo Takayama & Kei Sato. Virological characteristics of a SARS-CoV-2-related bat coronavirus, BANAL-20-236. eBioMedicine,2024,104:105181,doi:10.1016/j.ebiom.2024.105181.
5. Yu Kaku, Maximilian Stanley Yo, Jarel Elgin Tolentino, Keiya Uriu, Kaho Okumura, The Genotype to Phenotype Japan (G2P-Japan) Consortium, Jumpei Ito & Kei Sato. Virological characteristics of the SARS-CoV-2 KP.3, LB.1 and KP.2.3 variants. Lancet Infectious Diseases,2024,24(8):E482-E483,doi:10.1016/S1473-3099(24)00415-8.
6. Shuhei Tsujino, Sayaka Deguchi, Tomo Nomai, Miguel Padilla-Blanco, Arnon Plianchaisuk, Lei Wang, MST Monira Begum, Keiya Uriu, Keita Mizuma, Naganori Nao, Isshu Kojima, Tomoya Tsubo, Jingshu Li, Yasufumi Matsumura, Miki Nagao, Yoshitaka Oda Masumi Tsuda Yuki Anraku, Shunsuke Kita, Hisano Yajima, Kaori Sasaki-Tabata, Ziyi Guo, Alfredo A Hinay Jr., Kumiko Yoshimatsu, Yuki Yamamoto, Tetsuharu Nagamoto, Hiroyuki Asakura, Mami Nagashima, Kenji Sadamasu, Kazuhisa Yoshimura, Hesham Nasser Michael Jonathan, Olivia Putri Yoonjin Kim Luo Chen Rigel Suzuki Tomokazu Tamura, Katsumi Maenaka, The Genotype to Phenotype Japan (G2P-Japan) Consortium, Takashi Irie, Keita Matsuno, Shinya Tanaka Jumpei Ito, Terumasa Ikeda, Kazuo Takayama, Jiri Zahradnik, Takao Hashiguchi, Takasuke Fukuhara & Kei Sato. Virological characteristics of the SARS-CoV-2 Omicron EG.5.1 variant. Microbiology and Immunology,2024,68(9):305-330, doi:10.1111/1348-0421.13165.
7. Jarel Elgin M. Tolentino, Spyros Lytras, Jumpei Ito, Edward C. Holmes & Kei Sato. Recombination as an evolutionary driver of MERS-related coronavirus emergence. Lancet Infectious Diseases,2024,24(9):E546,doi:10.1016/S1473-3099(24)00461-4.
8. Anastasiia Kovba, Naganori Nao, Michito Shimozuru, Mariko Sashika, Chihiro Takahata, Kei Sato, Keiya Uriu, Masami Yamanaka, Masanao Nakanishi, Genta Ito, Mebuki Ito, Miku Minamikawa, Kotaro Shimizu, Koichi Goka, Manabu Onuma, Keita Matsuno & Toshio Tsubota. No Evidence of SARS-CoV-2 Infection in Urban Wildlife of Hokkaido, Japan. Transboundary and Emerging Diseases,2024,2024:1204825,doi:10.1155/2024/1204825.
9. Yu Kaku, Keiya Uriu, Kaho Okumura, The Genotype to Phenotype Japan (G2P-Japan) Consortium, Jumpei Ito & Kei Sato. Virological characteristics of the SARS-CoV-2 KP.3.1.1 variant. Lancet Infectious Diseases,2024,24(10):E609,doi:10.1016/S1473-3099(24)00505-X
10. Hisano Yajima, Tomo Nomai, Kaho Okumura, Katsumi Maenaka, The Genotype to Phenotype Japan (G2P-Japan) Consortium, Jumpei Ito, Takao Hashiguchi & Kei Sato. Molecular and structural insights into SARS-CoV-2 evolution: from BA.2 to XBB subvariants. mBio,2024,15(10):e03220-23,doi:10.1128/mbio.03220-23.
学会・シンポジウム等における口頭・ポスター
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1. Kei Sato. Evolution of SARS-CoV-2. Keystone Symposia, HIV and (Re)Emerging Viruses - Aligning Lessons Across Pandemics, Hannover, Germany, April 9, 2024,国外,口頭.
国外 / 口頭
2. Kei Sato. G2P-Japan Consortium & AMED ASPIRE: preparing for the next pandemic. Pasteur Japan Scientific Workshop, Tokyo (French Embassy), Japan, June 24, 2024,国内,口頭..
国内 / 口頭
3. 佐藤佳. 新型コロナウイルスの進化とこれから. 第98回日本感染症学会学術講演会 第72回日本化学療法学会総会 合同学会, 神戸, 2024年6月28日,国内,口頭.
国内 / 口頭
4. Kei Sato. Evolution of SARS-CoV-2. 25th Kumamoto AIDS Seminar, Kumamoto, Japan, July 18, 2024,国内,口頭.
国内 / 口頭
5. Kei Sato. Evolution of SARS-CoV-2. Cambridge-Japan Virology Collaboration, Cambridge, UK, July 25, 2024,国外,口頭.
国外 / 口頭
6. 佐藤佳. 新型コロナウイルスの進化:Now and Then. 第35回高遠分子細胞生物学シンポジウム, 東京(晴海), 2024年8月26日,国内,口頭.
国内 / 口頭
7. 佐藤佳. 新型コロナウイルスの進化とこれから. 山口県医師会生涯研修セミナー, 山口, 2024年9月8日,国内,口頭.
国内 / 口頭
8. Kei Sato. Evolution of SARS-CoV-2. IUBMB Biomolecular Horizons 2024, Melbourne, Australia, September 23, 2024,国外,口頭.
国外 / 口頭
9. Jumpei Ito, Adam Strange, Wei Liu, Gustav Joas, Spyros Lytras, Kei Sato. A Protein Language Model for Exploring Viral Fitness Landscapes. 1st Asia & Pacific Bioinformatics Joint Conference. Naha, Japan, October 23, 2024,国内,口頭.
国内 / 口頭
10. Kei Sato. Evolution of SARS-CoV-2 and beyond. 1st Asia & Pacific Bioinformatics Joint Conference. Naha, Japan, October 24, 2024,国内,口頭.
国内 / 口頭