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喜多村, 晃一
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村松, 正道 ; 喜多村, 晃一 ; リャン, グオシン
概要:
我々はこれまで、活性化B細胞に特異的に発現する遺伝子Activation-induced cytidine deaminase (AID)を単離し、次にAIDが抗体遺伝子の2つの遺伝子改編（クラススイッチ組換えとsomatic hyperm
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utation）のトリガーとなる事を示してきた。すなわち、生体が抗原刺激を受けた際、B細胞が活性化されAIDを新規に発現誘導し、AIDが抗体遺伝子にDNA切断を誘導する。S領域のDNA切断はクラススイッチ組換えにつながり、AIDが可変領域に作用するとsomatic hypermutationが起こる。実際、変異によりAIDの機能不全が起こると常染色体劣性遺伝の液性免疫不全症である高IgM症候群となる事がわかっている。その後の解析より、AIDによる抗体遺伝子座改編システムは、B細胞による獲得免疫の根幹を形成するメカニズムであるのみならず、そのシステムの些細なほころびが発がんのリスクとなる事もわかってきた。ここではAIDと発がんの関連に関する研究の一端を紹介する。 もう一つのトピックとしてAIDにまつわる新たな展開を紹介したい。AIDは、DNAやRNA上の塩基を修飾し塩基の遺伝情報を改変する活性を持つDNA/RNA deaminaseの１員である。この一群のdeaminaseは遺伝情報を再編集し生体の様々な局面に関わっている事が少しずつ明らかになってきた。AIDに最も近いdeaminaseメンバーであるAPOBEC3は、ここ数年HIVウイルスにhypermutationを導入することでHIVを不活性化する自然免疫のeffecter分子として注目されている。HIV以外のウイルスでも、このdeaminaseの働きが相次いで報告されている。AIDも含むdeaminaseの自然免疫における役割を考察する。
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論文 |
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村松, 正道 ; 喜多村, 晃一 ; 若江, 亨祥
概要:
APOBEC3がHIV-1の逆転写のいずれかのプロセスに作用し抗ウイルス活性を示すことが報告されて以来，APOBECタンパク質が新しいタイプの抗ウイルス因子として脚光を浴びることとなった．逆転写を必要とするウイルスで忘れがちなウイルスとして
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B型肝炎ウイルス（HBV）がある. APOBEC3のHIV-1への抗ウイルス活性が報告されてまもなく，HBVもやはりAPOBECタンパク質の抗ウイルス活性の標的になることが報告された. HIV-1への抗ウイルス作用と類似するところも多々あるが，HBVは肝細胞特異的感染症であり，感染細胞の核にウイルスエピソームDNAを形成するなど，HBVにユニークな点もある．本稿ではAPOBECタンパク質の抗HBV活性および病態形成との関連を概説する．
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喜多村, 晃一 ; Kitamura, Koichi
概要:
金沢大学医薬保健研究域医学系<br />B型肝炎ウイルス（HBV）持続感染者は国内で130～150万人と推定されており、感染を放置すれば慢性肝炎、肝硬変、肝がんへと進行するおそれがある。HBV持続感染では、cccDNAと呼ばれる環状ウイルス
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DNAが、宿主細胞の核内に維持されウイルス複製の鋳型となる。cccDNAを除去する有効な治療法は無く、B型肝炎の根治が難しい理由となっているが、現在のところcccDNAを標的とする分子機構の知見が少ない。本研究では、HBV cccDNAに対してゲノム情報を改変すると考えられる宿主因子AID/APOBEC蛋白質及び関連するDNA修復機構の作用について解析を行った。<br />Covalently closed circular DNA (cccDNA) forms a template for the replication of hepatitis B virus (HBV). Despite the crucial role of cccDNA in viral persistence, little is known about the host factors that target this viral intermediate. Recent studies have revealed that AID/APOBEC3 cytidine deaminase family members can induce C-to-U hypermutation on viral genome and restrict viral replication. Uracil residues in DNA are removed by base excision repair (BER) enzyme, uracil DNA glycosylase (UNG), when cytidine deamination is occurred in host genome. We investigated whether uracil residues were generated in HBV cccDNA by APOBEC3G and removed by UNG using in vitro. We found that IFNγ stimulation of hepatocyte cell lines induced the endogenous APOBEC3G expression and HBV cccDNA hypermutation. When UNG activity was inhibited, the IFNγ-mediated hypermutation of cccDNA was enhanced. Our result indicate that BER pathway cancels the mutations of the cccDNA generated by APOBEC proteins.<br />研究課題/領域番号:26460993, 研究期間(年度):2014-04-01 - 2017-03-31
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喜多村, 晃一 ; Kitamura, Koichi
概要:
AID/APOBEC蛋白質はHBVをはじめとする様々なウイルスDNAにC-to-U変換を誘導しウイルスを不活化するというモデルが提唱されている。本研究では核内cccDNAに着目し、DHBVモデルを用いてAID、APOBEC3G及び修復因子U
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NGの作用を検討した。その結果、APOBEC3Gはこれまで知られていたウイルス粒子内DNAよりも高頻度なcccDNA変異導入活性を持つこと、AIDとUNGが協働してcccDNAを切断していることを示した。これらは抗ウイルス活性であると同時に宿主細胞核内の変異導入活性及びHBV DNA断片の存在を示唆しており発がん機構解明においても重要な知見であると考える。<br />Recent studies have revealed that AID/APOBEC cytidine deaminase family members can induce C-to-U hypermutation on viral genome and restrict replication of various types of virus including HBV. Uracil residues in DNA are removed by base excision repair (BER) enzyme, uracil DNA glycosylase (UNG) when cytidine deamination is occurred in host genome.Here, we investigated whether uracil residues were removed by UNG from HBV and DHBV DNAs using in vitro cell culture system. When UNG activity was inhibited by the expression of UNG inhibitory protein (UGI), the APOBEC3G-mediated hypermutation of HBV nucleocapsid DNA was enhanced. The enhanced hypermutation by APOBEC3G and UGI was also observed in DHBV cccDNA, which was more frequent than in nucleocapsid DNA. We also found that overexpression of chicken AID caused hypermutation and reduction of DHBV cccDNA levels. These results indicate that UNG excises uracils from viral genome deaminated by AID/APOBEC protein during or after cccDNA formation.<br />研究課題/領域番号:23790780, 研究期間(年度):2011-2013
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喜多村, 晃一 ; Kitamura, Koichi
概要:
慢性B型肝炎ではHBVを完全に除去できれば肝硬変、肝がんへの進行が止まるが、既存の治療法では血中HBV量を減少させることはできても、ウイルスの核内フォームであるcccDNAが細胞に維持されたままである。抗ウイルス因子として知られるAPOBE
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C3GをはじめとするAID/APOBECファミリーがHBVにおいても発現誘導されウイルスゲノムへ変異を導入することが報告されている。本研究では核内の塩基除去修復因子であるUNGがこの変異をcccDNAの段階で修復している可能性を示した。<br />Human APOBEC3 proteins are reported to be antiviral factors and catalyze C-to-U conversion on hepatitis B virus (HBV) DNA by cytosine deamination. Extensive G-to-A hypermutation on plus-strand of HBV DNA has been observed from APOBEC3G-expressing hepatoma cells. We investigated whether UNG also process the hypermutated HBV genome with base excision activity. We found that the UNG inhibition caused accumulation of hypermutation in nuclear cccDNA and decrease of cytoplasmic rcDNA level. Sequencing analysis showed that some of these cccDNA mutations resulted in nonsense codons within viral polymerase coding region. These results suggest that the BER pathway triggered from nuclear UNG repairs the viral DNA mutations introduced by the antiviral APOBECs.<br />研究課題/領域番号:21790654, 研究期間(年度):2009-2010
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論文 |
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喜多村, 晃一 ; Kitamura, Koichi
概要:
国立感染症研究所 / 金沢大学医薬保健研究域医学系<br />B型肝炎ウイルス(HBV)持続感染ではcccDNAと呼ばれる環状ウイルスDNAが長期に維持されているが、現在のところcccDNAの形成や維持に関わる分子機構の知見は少ない。本研究
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では、HBV cccDNAの形成・維持に関わる新たな宿主因子の同定及び分子機構について解析を行い、FEN1というDNA修復因子がcccDNA形成に関わることを明らかにし、これを用いて新たなcccDNA実験系を開発した。この成果はさらなる分子機構解明と抗ウイルス薬の標的探索のためにも重要な知見となる。<br />Hepatitis B virus (HBV) infection remains a worldwide health problem that affects more than 350 million people. HBV is one of the major etiological pathogens for liver cirrhosis and hepatocellular carcinoma. HBV covalently closed circular DNA (cccDNA) is a key viral intermediate for persistent infection. However, the molecular mechanism of cccDNA formation has not been clarified. In this project, we found that the host factor flap-endonuclease 1 (FEN1) is pivotal in cccDNA formation. We developed a novel cccDNA formation assay using purified viral precursor DNA with recombinant FEN1, DNA polymerase, and DNA ligase. This study provides new insights into the molecular mechanisms of cccDNA formation and proposes FEN1 as a potential anti-HBV drug target.<br />研究課題/領域番号:17K09412, 研究期間(年度):2017-04-01 - 2020-03-31<br />出典：「B型肝炎ウイルスcccDNAを標的とする分子機構の解析」研究成果報告書 課題番号17K09412（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-17K09412/17K09412seika/)を加工して作成
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