バイオサイエンス学科／遺伝子生命科学コース

伊藤 正恵（いとう・まさえ）
Masae Itoh

専門分野／微生物学（ウイルス学）

職位：学科長、教授
学位：医学博士（神戸大学）

• 神戸大学大学院医学研究科博士課程修了
• マールブルグ・フィリップス大学ウイルス研究所研究員、神戸大学医学部講師、大阪府立公衆衛生研究所主任研究員を歴任

研究テーマ

　今、ウイルスによる感染症が大きな問題となっている。2009年から2010年にかけて、新型インフルエンザウイルスが世界的大流行（パンデミッ ク）を引き起こし、一方、強毒トリインフルエンザウイルスがヒトからヒトへと感染する新型ウイルスに変異する懸念も増々高まっている。また2007年、成 人への感染を特徴とする麻疹が国内で大流行したことは記憶に新しい。AIDS（後天性免疫不全症候群）、SARS（重症急性呼吸器症候群）、C型肝炎や家 畜の口蹄疫も原因はウイルスである。ウイルスは宿主となるヒトなどの細胞に侵入し、その機能を借りて自己を増殖させる。抗ウイルス剤や診断法を開発し、ウ イルス感染症を克服するためには、ウイルスの増殖機構を分子レベルで解明することが不可欠である。

＜ウイルス増殖機構の解析＞

　麻疹ウイルスの感染は、（1）粒子を形成して未感染細胞に吸着侵入する、（2）感染細胞が隣接する細胞と融合する、の２経路で拡大する。麻疹ウイ ルスがどちらの経路を優先するかは、ウイルスM蛋白が関わる子孫粒子の出芽能力とウイルスF蛋白により引き起こされる細胞膜融合能力の強さに左右される が、その詳細な分子メカニズムは明らかではない。さらにこれらの過程には、レセプター結合能を持つウイルスH蛋白が必須である。粒子形成能と細胞融合能が 様々に異なる変異株を比較するという手法で、これらのウイルス蛋白間、あるいは宿主細胞因子との相互作用を中心に解析を進めている。

＜ウイルス検出法の開発＞

　ウイルス検出診断法には、効果的な治療と素早い公衆衛生対策に直結する感度と迅速性が求められる。近年、インフルエンザの迅速診断を可能にした免 疫クロマト法は、感度の点で十分に満足できるものではない。産官学連携により、蛍光相関分光法を応用したウイルス一粒子検出法を開発中である。本検出法 は、ウイルスに結合するあらゆる物質をプローブレパートリーとすることが可能なので、抗体やレセプターを効率的プローブとして活用するための研究に取り組 んでいる。ウイルス型別の判定が可能で、高感度化と更なる迅速性を追求した簡便な診療用検査法の確立を目指している。

Topics of research

One of the most anxious issues world-wide today is the emerging or re-emerging viral infectious diseases. An influenza virus originated from swine virus spread around the world shortly after the outbreak in April 2009, which resulted in the declaration of pandemic by World Health Organization. Threat is now gradually increasing that a virulent avian influenza virus will acquire the ability to transmit from human to human to be the next pandemic virus. Acquired immune deficiency syndrome (AIDS), severe acute respiratory syndrome (SARS), hepatitis C and cattle foot-and-mouth disease are also caused by viruses. Viruses replicate and grow by introducing their genome into their host cells and then making use of the functions there such as RNA polymerases, ribosome, vesicular transport systems and so on. Therefore, to develop effective anti viral drugs or rapid diagnosis systems, and to overcome viral diseases, the target point should be set on the biological processes specific to viral replication through understanding their molecular mechanisms.

<Analysis of measles virus replication>

Measles viruses spread their infection by different 2 ways: firstly, they form progeny particles which adsorb and penetrate the uninfected cells apart from the infected cells, and secondly, they fuse the infected cells with the adjacent cells directly introducing viral genomes, mRNAs and proteins. Which way a measles virus to adopt as a dominant route of infection depends on the abilities of the M protein to form particles as well as of the F protein to induce membrane fusion, but the precise mechanism is not yet elucidated. In our laboratory, comparing various measles virus strains with different particle-forming and fusion activities, analyses of the interaction especially between viral components and host cell factors are on the way.

<Sensitive and rapid system for virus detection>

Diagnoses of viral diseases require both the sensitivity and rapidity to attain effective treatment of the patients as well as to take measure for prevention of prevalence of the causative viruses. Immunochromatography recently introduced into the practical clinical use, revealed very useful for detection of influenza viruses in the chaos of new swine H1N1 virus pandemic. Its sensitivity, however, is not sufficient especially with such cases that viruses have not yet multiplied well in the patients. As a cooperative project of our institute and industrial companies, we are now trying to establish a detection system that enables us to recognize one particle of infectious virus based on fluorescent correlation spectroscopy (FCS). With FCS, various compounds like antibodies or viral receptors could be utilized as detection probes only if they bind viral particles specifically. We are aiming to accomplish a sensitive and rapid virus detection system possessing the efficiency to distinguish types or subtypes of wide range of viruses.

主な業績論文等

1. Kitagawa, Y., Yamaguchi, M., Zhou, M., Komatsu, T., Nishio, M., Sugiyama, T., Takeuchi, K., Itoh, M. and Gotoh, B., A tryptophan-rich motif in the human parainfluenza virus type 2 V Protein is critical for the blockade of toll-like receptor 7/9 dependent signaling. (2011) J. Virol., in press.
2. Okada, H., Itoh, M., Nagata, K. and Takeuchi, K., Previously unrecognized amino acid substitutions in the hemagglutinin and fusion proteins of measles virus modulate cell-cell fusion, hemadsorption, virus growth, and penetration rate. (2009) J. Virol., 83(17): 8713-8721.
3. Umemura, M., Itoh, M., Makimura, Y., Yamazaki, K., Umekawa, M., Masui, A., Matahira, Y., Shibata, M., Ashida, H. and Yamamoto, K., Design of a sialylglycopolymer with a chitosan backbone having efficient inhibitory activity against influenza virus infection. (2008) J. Med. Chem., 51(15): 4496-4503
4. Itoh, M., Okuno, Y. and Hotta, H., Comparative analysis of titers of antibody against measles virus in sera of vaccinated and naturally infected Japanese individuals of different age groups. (2002) J. Clin. Microbiol., 40(5): 1733-1738.
5. Itoh, M., Hotta, H. and Homma, M., Increased induction of apoptosis by a Sendai virus mutant is associated with attenuation of mouse pathogenicity. (1998) J. Virol., 72:2927-2934.