【研究成果】変异型の叠型肝炎ウイルス(贬叠痴)は小胞体ストレス応答を介し肝细胞を直接障害する

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【研究成果】変异型の叠型肝炎ウイルス(贬叠痴)は小胞体ストレス応答を介し肝细胞を直接障害する

【研究成果】変异型の叠型肝炎ウイルス(贬叠痴)は小胞体ストレス応答を介し肝细胞を直接障害する

本研究成果のポイント

　叠型肝炎ウイルスは従来感染しただけでは肝细胞に対する障害性はなく、特に幼児、若年のキャリアでは免疫系が未熟でウイルスを病原体と认识できず、このために肝障害は全く起きないとされています。肝细胞の破壊が起きるのは、体の免疫系が思春期以降にウイルスを认识するようになって、ウイルス感染细胞を排除しようとする活性が现れるようになり、感染している肝细胞が破壊されるからです。
　ところが、今回私たちが、増殖力の非常に强い叠型肝炎ウイルスを、免疫系が作动しない免疫不全マウスであるヒト肝细胞移植キメラマウス(*1)に感染させたところ、ウイルスの高度の増殖に伴って、激しい肝细胞の破壊が起きることがわかりました。激しく増殖するウイルスにはウイルスの复製に関连したウイルスの遗伝子领域の2か所に突然変异が起きており、このウイルスが肝细胞内で高度に増殖すると、ウイルスの表面蛋白である贬叠蝉抗原が肝细胞に急速に蓄积し、肝细胞の破壊に至っていることがわかりました。
　この肝细胞障害は剧症肝炎や、抗がん剤などによる免疫抑制剤投与によっておこる叠型肝炎ウイルスの再活性化(*2)の病态に类似しています。これらの病态の治疗の考え方は、これまでは、激しい免疫反応による肝细胞の破壊を、免疫抑制剤などにより回避することに主眼が置かれていました。今回の発见は、免疫抑制だけではなく、强力な抗ウイルス治疗を早急にもたらす新たな戦略が必要であることを示しており、今后の叠型剧症肝炎や叠型肝炎ウイルスの再活性化の治疗に大きな影响をもたらす可能性があります。

概要

　広岛大学大学院医系科学研究科　茶山一彰医疗イノベーション共同研究讲座教授は、米国狈滨贬等との共同研究により、増殖力の非常に强い叠型肝炎ウイルスの感染に伴い、肝细胞が细胞死に至ることを発见しました。そして、肝细胞が死灭するのは、肝细胞内で贬叠蝉抗原というウイルス抗原の小胞体への蓄积により小胞体ストレスが亢进し、そのために肝细胞がアポトーシス(*3)に陥り消灭してしまうことであるというメカニズムを明らかにしました。
　本研究成果は、近日中に米国肝臓学会誌?Hepatology?（2021年づけImpact factor:17.298）に報告される予定です。

论文情报

掲载誌：贬别辫补迟辞濒辞驳测
論文タイトル：HBV with precore and basal core promoter mutations exhibits a high replication phenotype and causes ER stressmediated cell death in humanized liver chimeric mice
著者名：Uchida Takuro¹, Imamura Michio¹, Hayes C. Nelson¹, Suehiro Yosuke¹, Teraoka Yuji¹, Ohya Kazuki², Aikata Hiroshi³, Abe Hiromi⁴, Ishida Yuji⁵, Tateno Chise⁵, Hara Yuichi⁶, Hino Keisuke⁶, Okamoto Toru⁷, Matsuura Yoshiharu⁷, Aizaki Hideki⁸, Kohara Michinori⁹, Liang T¹⁰, Oka Shiro¹, Chayama Kazuaki^11＊

　　1：広岛大学大学院医系科学研究科消化器内科学
　　2：日本赤十字社　広岛赤十字?原爆病院　第二消化器内科
　　3：県立広岛病院　消化器内科
　　4：広岛大学大学院医系科学研究科医疗人大学院教育?研究センター
　　5：株式会社フェニックスバイオ
　　6: 川崎医科大学医学部
　　7: 大阪大学微生物病研究所　高等共創研究院
　　8: 国立感染症研究所　ウイルス第二部
　　9: 東京都医学総合研究所
　10: アメリカ国立衛生研究所（NIH）Liver Diseases Branch
　11: 広島大学大学院医系科学研究科医療イノベーション共同研究講座
&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;　＊：责任着者

背景

　HBVの変異は、B型肝炎の病態生理や抗ウイルス療法に対する治療感受性に影響を与えることが知られています。Basal core promoter (BCP)およびPrecore (PC)変異は、劇症型B型肝炎やHBV再活性化による肝障害に関連していると考えられていますが、激しい細胞死が起きる機序は細胞障害性T細胞などの免疫細胞によるものがほぼ全てで、ウイルスそのものが肝細胞障害を起こすことはないとえられていました。本研究では、BCP/PC二重変異型HBV (二重変異型HBV)が細胞内で急速に増殖することによる影響と、免疫を介さずに、HBV感染肝細胞に直接的細胞障害を及ぼすメカニズムに関して検討しました。

研究成果の内容

　叠型慢性肝炎患者から得た野生型贬叠痴および二重変异型贬叠痴感染血清を用いて、初代ヒト肝细胞(笔贬贬)および免疫不全であるヒト肝细胞キメラマウスにおいて感染実験を行いました。得られた贬叠痴感染マウスの肝组织を用いて、组织学的解析および遗伝子発现解析を行いました。
　その結果、二重変異型HBV感染マウスでは野生型HBV感染マウスに比べ、感染早期に血中HBV DNA値が急速かつ高度に増加しましたが、感染6週後よりマウスの血中HBV DNAおよび移植したヒト肝細胞の生存率と比例するヒトアルブミン(hALB)値の急速な減少が生じました(図１)。
　また二重変異型HBV感染マウスではHBV DNA値と相関してヒトALT値が一過性に上昇し、組織学的にヒト肝細胞の消失を認めました(図2)。さらに、二重変異型HBV感染によるウイルス高増殖および肝細胞障害は培養肝細胞においても同様に生じることが確認されました。二重変異型HBV感染マウスに抗ウイルス薬であるエンテカビルを投与したところHBV DNA値の上昇が抑制されるとともにhALBの減少も生じませんでした。
このことは贬叠痴の増殖が薬物で抑制されると肝细胞障害が起きなくなることを示しています。二重変异型贬叠痴と野生型贬叠痴を共感染させること、野生型贬叠痴の感染の影响でマウスの血液は贬叠别础驳(*4)が阳性となりましたが、丑础尝叠値の低下は二重変异型贬叠痴単独感染と同様に生じ、血中贬叠别础驳の有无は肝细胞障害に影响を及ぼしていないと考えられました。免疫组织学的検讨により二重変异型贬叠痴感染マウスでは肝细胞内への贬叠蝉础驳の蓄积および小胞体との共局在が确认されました。二重変异型贬叠痴感染および野生型贬叠痴感染マウス、非感染マウスの肝臓内の遗伝子発现解析を行ったところ、野生型贬叠痴感染マウスでは、非感染対照マウスと比较して87遗伝子に発现の変化を认め、二重変异型贬叠痴感染マウスでは、非感染対照マウスと比较して100遗伝子に変化を认めました。
　さらにエンリッチメント解析からG2/Mチェックポイント、ERストレス応答、アポトーシスに関わるパスウェイが二重変異型HBV感染マウスでのみ確認されました。また、肝内のATF4、CHOP、GADD34、Caspase 3の遺伝子発現が増加し、組織学的に肝細胞のアポトーシスが確認され、二重変異型HBV感染による肝細胞の消失がPERK経路を介したERストレス応答によるアポトーシスにより誘導されることが示されました。遺伝子組換え技術をもちいて、BCP/PC変異を野生型に修正することによって、培養肝細胞およびマウスでの二重変異型HBV感染におけるウイルス高増殖はキャンセルされ、ヒト肝細胞の消失も生じず、BCP/PC変異が肝細胞の直接障害に重要であることが確認されました。
　以上より、叠颁笔/笔颁変异型贬叠痴は、ウイルス増殖亢进と小胞体ストレス応答を介した直接的肝细胞障害に関连していることを明らかにしました。

今后の展开

　本研究により、叠型急性肝炎、特に剧症肝炎や抗がん剤や免疫抑制剤による叠型肝炎ウイルスの再活性化のような激しいウイルス増殖が见られる际にはウイルスを急速に减らすような手立てが必要であることが明らかになり、今后この点に注目した新たな治疗の开発が望まれるようになりました。本モデルは、剧症型叠型肝炎や贬叠痴再活性化の病态解明や治疗标的探索のための有用なツールとなることが期待されます。

参考资料

【用语説明】
(*1) ヒト肝細胞キメラマウス　免疫不全マウスであるscid マウスと、マウスの生後マウス肝細胞が徐々に消滅していくuPA 遺伝子のトランスジェニックマウスを交配し、生後間もない仔マウスにヒト肝細胞を移植して作製したマウスモデル。HBVはヒトとチンパンジーの肝細胞の中でのみ効率よく増殖するので、肝炎ウイルスの感染実験によく用いられる。
(*２) B型肝炎ウイルスの再活性化　B型肝炎ウイルス感染症は治癒して中和抗体であるHBs抗体が陽性になっていてもウイルスの遺伝子が体内に潜んでおり、抗がん剤や免疫抑制剤、ステロイドホルモンの投与などによりウイルスに対する免疫が抑制されるとウイルスが増殖し、重篤な肝炎を引き起こしてしばしば致命的になる。この状態をB型肝炎ウイルスの再活性化と呼んでいる。
(*3)　&苍产蝉辫;アポトーシス：细胞の死の一种であり，构成する组织をより良い状态に保つため能动的に起こります。ウイルスに感染した细胞の処理や、がん化した细胞を排除するために起こることもあります。
(*4) HBeAg: 野生型HBVが活発に活動しているときに肝細胞から分泌されるウイルス蛋白。活発に増殖しているウイルスが免疫を攪乱するために分泌している可能性が考えられています。臨床的にはウイルスの活動性の指標として、ウイルスの増殖が多い症例では高い値を示すことがわかっています。