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わかったぞ、単純ヘルペス感染の仕組み

掲載日:2014年6月3日

ありふれた病原体の単純ヘルペスウイルスが、宿主の免疫細胞から排除されることなく、体内へ入り込む巧妙な感染の仕組みを、北海道大学大学院薬学研究院の前仲勝実(まえなか かつみ)教授と大阪大学免疫学フロンティア研究センターの荒瀬尚(あらせ ひさし)教授らが解明した。6月2日付の米科学アカデミー紀要オンライン版で発表した。

単純ヘルペスウイルスは脳炎や口唇ヘルペス、性器ヘルペス、皮膚疾患、眼疾患、小児ヘルペスなど多様な病気を引き起こす。全国で年間約7万人が治療を受けている。特に、性器ヘルペスは既存の抗ウイルス薬では完治が難しく、再発しやすい。ヘルペス脳炎はときに死亡するか、重い後遺症を伴う。感染する仕組みの解明は、このウイルス感染症を制御するのに欠かせない一歩といえる。

単純ヘルペスウイルスの表面にはさまざまな糖タンパク質が存在し、その中でも糖タンパク質B(gB)が、宿主の免疫細胞表面にあるタンパク質、PILRαと結合すると、それが免疫細胞の攻撃を抑えるスイッチの役割を果たし、ウイルスは難なく細胞に侵入する。しかし、その詳細な仕組みはわかっていなかった。

研究グループは、PILRα単独と、PILRαとgBが結合した複合体の結晶を作り、その立体構造を大型放射光施設のSPring-8(兵庫県佐用町)と高エネルギー加速器研究機構(茨城県つくば市)で解析し、結合する仕組みを原子レベルで初めて突き止めた。PILRαは結合する際、タンパク質の中にある7個のアミノ酸配列のペプチドと糖の両方を同時に認識していた。このユニークな結合によって立体構造が大きく変化していた。

さらに、PILRαに結合する、7個の アミノ酸と2個の糖からなる糖ペプチドを添加すると、免疫細胞のPILRαと単純ヘルペスウイルス側の糖タンパク質の結合部位がふさがれて、ウイルスの侵入が阻害され、感染を抑制できることがわかった。

研究グループの前仲勝実北大教授は「PILRαは免疫系、神経系、ウイルス感染で幅広い機能を発揮しているので、この発見は重要だ。単純ヘルペスウイルスの薬としては増殖を抑える薬があるが、それとは作用の仕組みが異なる侵入阻害剤を考えることができる。また、PILRαによる広範な免疫調節の調整薬や、ワクチン効果を高める薬などの開発にも役立てたい」と話している。

これまでわかっていた単純ヘルペスウイルスの細胞侵入の概略図
図1. これまでわかっていた単純ヘルペスウイルスの細胞侵入の概略図

今回明らかになったPILRα単独とPILRα・糖タンパク質複合体の結晶構造
図2. 今回明らかになったPILRα単独とPILRα・糖タンパク質複合体の結晶構造
(いずれも提供:北海道大学)
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