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中枢神経指向性 Simian immunodeficiency virusの解析
https://az.repo.nii.ac.jp/records/3293
https://az.repo.nii.ac.jp/records/32931dffcd59-742b-4ec8-b4b4-c18286e0b987
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
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diss_de_kou0008 (17.0 MB)
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diss_de_kou0008_jab&rev (250.5 kB)
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diss_de_kou0008_jab.pdf (302.2 kB)
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| Item type | 学位論文 / Thesis or Dissertation(1) | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 公開日 | 2013-02-21 | |||||||||
| タイトル | ||||||||||
| タイトル | 中枢神経指向性 Simian immunodeficiency virusの解析 | |||||||||
| タイトル | ||||||||||
| タイトル | Analysis of neurotropic simian immunodeficiency virus | |||||||||
| 言語 | en | |||||||||
| 言語 | ||||||||||
| 言語 | jpn | |||||||||
| 資源タイプ | ||||||||||
| 資源タイプ | thesis | |||||||||
| 著者 |
小松原, 博文
× 小松原, 博文
× Komatsubara, Hirofumi
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| 抄録 | ||||||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||||||
| 内容記述 | 脳炎と痴呆症はHIV感染者にとって重要な症状である。しかし、HIV感染による中枢神経系疾患の発症機序は未だに不明な点が多い。国立感染症研究所筑波医学実験用霊長類センターの向井らの研究で、免疫不全の症状を起こす simian immunodeficiency virus (SIV) mac239 を2頭のカニクイザルに接腫し、感染実験を行った結果、2頭中1頭が183週目にエイズ脳炎を発症した。次に、この2頭のカニクイザルから死亡1日前に採取した血液を2代目のカニクイザルにそれぞれ接種した。その結果、2代目のカニクイザルは2頭(Cy 1-2, Cy 2-2)とも血液接腫後、20週目と63週目にそれぞれ脳炎を発症した。これらの脳炎を発症したカニクイザルの脳組織からSIV産生が認められる細胞株(BM1とBM5細胞株)が樹立された。そこで本研究では、このカニクイザルの脳組織の病理組織学的解析、上述したBM細胞株の性状及びBM1細胞株とBM5細胞株が産生するSIV(SIV bm1とSIV bm5)の表現型と遺伝子型の解析を行った。 まず、脳炎を発症したカニクイザルでは脳組織の病理学的解析により脳髄膜下にSIV陽性多核巨細胞が認められ、この多核巨細胞はマクロファージ抗体陽性であった。そしてBM1とBM5細胞株は両方ともモノサイト系の細胞であり、無限増殖性を獲得していることが明らかになった。 次に、中枢神経指向性SIVはマクロファージ指向性を獲得しているという他の研究グループの報告があることや、上述した様に脳炎を発症したカニクイザルの脳組織ではSIV陽性のマクロファージ系細胞による感染病巣が検出されたことから、SIV bmの肺胞マクロファージへの感染及びその増殖性を検討した。対照として用いた宿主細胞CEMx174ではSIV mac239、SIV bm1及びSIV bm5共に感染及びその増殖が確認されたが、肺胞マクロファージ、モノサイトそして骨髄細胞への感染実験ではSIV bm1とSIV bm5のみの感染及びその増殖が確認された。またアストロサイト初代培養細胞への感染実験の結果では、SIV mac239の感染のみが確認されたが、一方SIV bm1とSIV bm5では共に感染及びその増殖が確認された。 更に、SIV bm1及びSIV bm5のゲノムRNAの全長約10k塩基に渡る全塩基配列を決定し、野生型株であるSIV mac239と比較した。その結果、SIV bm1では、野生型株であるSIV mac239と比較してLTRで18、gagで15［アミノ酸の変化は4個(Aa 4)］、polで22(Aa 21)、envで48(Aa 39)、nefで27(Aa 23)個の置換が確認され、vif、vpx、vpr、tat、revではそれぞれ9(Aa 6)、3(Aa 1)、4(Aa 2)、9(Aa 5)、4(Aa 3)個の塩基置換が認められた。またこれらの置換以外にSIV bm1では、gagで12個、polで12個と3個の2ヶ所で、envではenv領域内の多様性領域であるV領域中のV1領域に9個、V4領域に18個の連続したフレーム単位での欠失がSIV mac239と比較して認められた。またSIV bm5では、env領域において46(Aa 33)個の置換とV4領域に21塩基に渡るフレーム単位での連続した欠失が認められた。なお、SIV bm5では、env領域以外で、nef、vif、tat、revの各領域にそれぞれ18(Aa 15)、7(Aa 5)、3(Aa 1)、5(Aa 2)個の塩基置換がSIV mac239と比較して確認されたが、pol、vpx、vpr、nefなどのアクセサリー遺伝子をコードしないLTR領域には変異が認められなかった。 さらにSIV bm5、先に述べた63週目の脳炎を発症したカニクイザルCy 2-2の髄液中SIV及びCy 2-2の血漿中SIVのenv領域の塩基配列を決定し、その比較検討を行ったところ、SIV bm5とCy 2-2髄液中SIVでは46ヶ所中43ヶ所が同一の変異をしており、一方血漿中SIVでは46ヶ所中6ヶ所がSIV bm5と同一の置換を獲得しているのみで、SIV bm5は血漿中SIVとは明らかに異なることが確認された。 中枢神経指向性SIVはマクロファージ指向性も獲得しているが、一方マクロファージ指向性特有のenv領域にある4ヶ所［6802(Aa V→M)、7130(Aa K→E)、7750(Aa G→R)、8323(Aa K→T)番目の塩基］の特異的塩基置換も報告されている。そこでSIV bm株でenv領域内の解析を行ったところ、SIV bm5では6802番目の塩基がグアニンからアデニンに置換(Aa V→M)し、7750番目の塩基がグアニンからシトシンに置換(Aa G→R)しており、これらの2ヶ所ではマクロファージ指向性特有の置換と同じ置換が認められた。しかし、7130番目の塩基ではアデニンからグアニンへの置換ではなくシトシンへの置換で(Aa K→Q)、8323番目のヌクレオチドではSIV bm5では置換は確認されなかった。これに対し、SIV bm1のenv領域内では、6802番目の塩基がグアニンからチミン(Aa V→M)に、マクロファージ指向性特有の置換とは異なる置換を示しており、更に他の3ヶ所での置換は確認されなかった。この様にSIV bm5のenv領域内では4ヶ所中2ヶ所でマクロファージ指向性と同じ置換をしていたことから、この2ヶ所のみでマクロファージ指向性を獲得した可能性も考えられるが、SIV bm1では4ヶ所全てで同一の置換が確認されなかったので、SIV bmは、これら4ヶ所での置換以外の部位での変異によりマクロファージ指向性を獲得したものと示唆される。 脳組織由来血管内皮細胞へのin vivoでの感染には8854番目の塩基がアデニンからグアニンに置換(Aa R→G)することが重要であるとされており、今回SIV bm1及びについて同様の解析を行ったところ、SIV bm1とSIV bm5共に同じ置換を保有することが認められた。 また、中枢神経指向性の代表的SIV株であるSIV/17E-Frと比較して、SIV bm1はenv領域の340番目(Aa K→R)と751番目(Aa R→G)の2ヶ所でアミノ酸が同一置換していることが確認された。またSIV bm5は309番目(Aa M→I)、340番目(Aa K→R)そして751番目(Aa R→G)の3ヶ所に同一置換を持つことが確認された。この様に共通の置換が340番目と751番目で認められたことから、これらの置換が中枢神経指向性を獲得する上で、重要である可能性が示唆された。 以上の様に本研究では、脳炎発症ザルの病理像、そして中枢神経指向性SIVの遺伝子型と表現型が明らかとなった。今回得られた知見は、エイズウイルスによるエイズ脳炎発症機構の解明に大きく貢献するものと確信する。 |
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| Abstract | ||||||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||||||
| 内容記述 | Encephalitis and dementia are common manifestaions of human immunodeficiency (HIV) infection to humans. However, the pathogenesis of these central nervous system (CNS) diseases is not well understood. In AIDS dementia, virus isolated from the CNS is macrophage tropic. Neuropathogenic AIDS model is needed for detailed studies of CNS diseases. In the simian immunodeficiency virus (SIV) animal model, SIV-infected macaques develop AIDS and encephalitis. Accordly, the monkey AIDS model was adapted to elucidate the mechenism to develop AIDS encephalitis. Two macaques were infected with SIV mac239 and BM (Brain Monocytic cell) 1 and BM 5 lines were established from the brain tissues from independent monkeys with SIV encephalitis. These cell lines produce SIVs (SIV bm1, SIV bm5) into the cell culture medium and have monocytic cell surface antigen and the estaerase. Importantly BM 1 and BM 5 are both immortalized. The genotypes and phenotypes of SIV bm1 and SIV bm5 were analyzed by sequencing and virological study. BM 1 and BM 5 genomic DNAs were used for DNA sequencing and the results were compared with that of wild type SIV mac239. Sequences of the plasmid clones containing gag, pol genes from BM 1 cells had many point mutations including some deletions, however, those of the clones from BM 5 cells were the same as that of SIV mac239. Only 2 amino acid substitutions of 4 amino acid substitutions necessary for macrophage tropism were observed in SIV bm5, whereas no corresponding amino acid substitutions were observed in SIV bm1. The cell tropism of SIV bm1 and SIV bm5 were studied by infecting viruses to different cells including primary cells from macaques. SIV bm1 and SIV bm5 infected and propagated on alveolar macrophage, monocytes, bone marrow and astrocytes from monkey, whereas wild type T-tropic SIV mac239 did not replicate on these cells. In astrocytes, SIV mac239 did infect these cells without producing viruses into cell culture medium. The recombinant SIVs that are chimeric and infectious DNA molecular clones were constructed from wild type SIV mac239 and SIV bms. These recombinant SIV DNAs produced infectious chimeric SIVs upon transfection into CEMx174 cells. Infection of these chimeric SIVs to macaques and the demonstration of SIV entry into CNS via monocytic blood cells are necessary to demonstrate the significance of BM cell lines. |
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| 学位名 | ||||||||||
| 学位名 | 博士(学術） | |||||||||
| 学位授与機関 | ||||||||||
| 学位授与機関名 | 麻布大学 | |||||||||
| 学位授与年月日 | ||||||||||
| 学位授与年月日 | 2002-03-15 | |||||||||
| 学位授与番号 | ||||||||||
| 学位授与番号 | 甲第8号 | |||||||||
| 著者版フラグ | ||||||||||
| 出版タイプ | AM | |||||||||
| 出版タイプResource | http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa | |||||||||
