伊藤 正恵（いとう・まさえ）
Masae Itoh
職位：学科長、教授
学位：博士（医学）（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
専門分野
微生物学（ウイルス学）
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。メキシコに端を発する新型インフルエンザウイルスは、2009年から2010年にかけて、200以上もの国と地域に感染拡大し、世界的大流行（パンデミック）を引き起こした。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（エイズ、後天性免疫不全症候群）、SARS（新型肺炎、重症急性呼吸器症候群）やC型肝炎も原因はウイルスである。ウイルスは、自身の遺伝情報を記したDNAあるいはRNAが、感染複製のための必要最少限の蛋白質の殻で覆われた基本構造を持ち、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、感染細胞膜上での、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蛋白の不可逆的立体構造変化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蛋白が必須とされる。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。学内・他大学・民間企業との連携のもと、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で、ファージディスプレイ法やウイルスベクターの利用など遺伝子工学的手法を駆使し、トリインフルエンザウイルスも含めたインフルエンザウイルスや麻疹ウイルスをターゲットに、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
Today, one of the most anxious issues world-wide is the emerging or re-emerging viral infectious diseases. An influenza virus originated from swine virus that had never been identified as a cause of infection in people spread rapidly around the world after early outbreak in North America in April 2009, which resulted in the declaration of pandemic by World Health Organization. On the other hand, threat is now gradually increasing that a virulent avian influenza virus will acquire the ability to infect from human to human, mutating to a new pandemic virus with the possible mortality of more than 50 %. Not only influenza but acquired immune deficiency syndrome (AIDS), severe acute respiratory syndrome (SARS) and hepatitis C are also caused by viruses. The structure of viral particle is quite simple: DNA or RNA as its own genome is packaged in compact container made of viral proteins. Viruses replicate and grow by introducing their genome into their host cells and then making use of the functions of the host cells such as RNA polymerases, ribosome, vesicular transport system and so on. Therefore, to develop effective anti viral drugs or rapid diagnostic systems, and to overcome viral diseases, it is indispensable to set the target on the biological processes specific to viral replication through understanding their molecular mechanisms.
<Analysis of measles virus replication>
Infection of measles virus spreads through different 2 ways: firstly, it forms progeny particle and the particle adsorbs and penetrates to the uninfected cells in the distance of the infected cells from which the particle released, and secondly, it fuses the infected cell with the adjacent cells directly introducing viral genome, mRNAs and proteins before production of the particle takes place. Though which way a measles virus to adopt as a dominant route of infection depends on the abilities of the M protein to form vesicles or of the F protein to elicit conformational change and induce membrane fusion, the mechanism in detail is not yet elucidated. In our laboratory, comparing various measles virus strains with different particle-forming or 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>
For a diagnostic method of viral diseases, both the sensitivity and rapidity are required to attain effective treatment of the patients as well as to take measure for prevention of prevalence of the causative virus. Immunochromatography, which was recently introduced for the practical clinical use, revealed very useful for detection of influenza virus in the chaos of new H1N1 virus pandemic since last year. Its sensitivity, however, is not sufficient especially with such a case just after the initial infection that virus has not yet multiplied well in the patient. As a cooperative project of our institute with 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 such as antibodies or viral receptors could be utilized as detection probes only if they bind viral particle specifically. We are aiming to accomplish a sensitive and rapid virus detection system possessing the efficiency to precisely distinguish even types or subtypes of wide range of viruses.
主な業績論文等
- 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. J. Virol., 83(17): 8713-8721. (2009)
- 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. J. Med. Chem., 51(15): 4496-4503 (2008)
- 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. J. Clin. Microbiol., 40(5): 1733-1738. (2002)
- Itoh, M., Hotta, H. and Homma, M., Increased induction of apoptosis by a Sendai virus mutant is associated with attenuation of mouse pathogenicity. J. Virol., 72:2927-2934. (1998)
- Itoh, M., Isegawa, Y., Hotta, H. and Homma, M., Isolation of an avirulent mutant of Sendai virus with two amino acid mutation from a highly virulent field strain through adaptation to LLC-MK2 cells. J. Gen. Virol., 78:3207-3215. (1997)
