・これは、2015年3月25日にジャーナリスト向けに発行したサイエンス・アラートです。

・記事の引用は自由ですが、末尾の注意書きもご覧下さい。

＜SMC発サイエンス・アラート＞

東大の河岡教授らが「光るインフルエンザウイルス株」を樹立したと報告：専門家コメント

東京大学医科学研究所の河岡義裕教授らは、「本来の病原性を維持しつつ、4種（4色）の蛍光タンパク質の遺伝子を導入したインフルエンザウイルス株を樹立することに成功した」と発表しました。河岡教授らはこの株を「Ｃｏｌｏｒ－ｆｌｕ」と名付け、細胞内におけるインフルエンザウイルスのふるまいを可視化する有力なツールになるとしています。論文は3月25日付けのNature Communications（オンライン速報版）に掲載されました。この件に関する国内専門家コメントをお送りします。

【論文タイトル】

 Satoshi Fukuyama. et al, 'Multi-spectral fluorescent reporter influenza viruses (Color-flu) as powerful tools for in vivo studies', Nature Communications 6, Article number: 6600.

http://www.nature.com/ncomms/2015/150325/ncomms7600/full/ncomms7600.html

三輪 佳宏 講師

筑波大学 医学医療系 生命科学動物資源センター

この研究ではウイルスの感染力を維持したまま、蛍光タンパク質の遺伝子を組み込んでウイルスを標識できることが示されました。非常に高度で画期的な知見です。ただし、今回用いられた４種類の蛍光タンパク質の波長は、いずれも可視域の波長です。つまり、哺乳動物の組織によって光が強く吸収されてしまい、今回の報告のように摘出した肺でなければ検出が困難です。

とはいえ、現在急速に開発が進んでいる近赤外蛍光タンパク質でも今回と同様の手法を用いて、ウイルスへの応用が期待できます。近赤外の蛍光は哺乳動物組織での吸収が小さいために深く浸透でき、生きたままの哺乳動物の体内を傷つけることなく外側からリアルタイム観察するのに適しています。生きたままの動物で肺での感染をリアルタイムにモニターできる可能性があり、さらに飛躍的な研究の発展が期待できます。

宮沢 孝幸 准教授

京都大学 ウイルス研究所 細胞生物学研究部門

ウイルスによる病原性発現機構を調べるためには、ウイルスが侵入・増殖していく様子を時間を追って調べる必要があります。ウイルスに感染した組織を調べるには、免疫化学組織学的手法を用いるのが一般的ですが、組織を固定する必要があります。固定してしまうと細胞も死んでしまい、経時的に調べることはできません。ところが最近になって、遺伝子導入によって「蛍光タンパク質を発現するウイルス」を作出できるようになりました。このようなウイルスを用いると、細胞を生かしたまま感染細胞を観察することが可能となり、体内でのウイルスの挙動を観察することができるようになります。

ただし、ウイルスに蛍光タンパク質の遺伝子を導入すると、増殖能が落ちたり、病原性がなくなったりして、本来のウイルスとは異なる性質を示すようになります。これでは、病原性を発揮するメカニズムを調べることはできません。今回は、病原性を損なわずに、蛍光タンパク質を発現するインフルエンザウイルスを作製することができました。成功の鍵は、ウイルス遺伝子の特定の場所に変異を入れた点にあります。さらに、異なる色を出す4種の蛍光タンパク質を、別々に発現させることにも成功しました。今回の手法を用いることで、インフルエンザウイルスの病原性の発現機構や、新たなインフルエンザウイルスの出現機構を、より詳細に調べることが可能になると期待できます。

川口 敦史 助教

筑波大学 医学医療系 感染生物学

蛍光遺伝子を組み込んだインフルエンザウイルス株は、これまでにも複数、作製されています。ただし、いずれもウイルスの増殖能や病原性が低下するという問題がありました。今回は遺伝子を導入しても「病原性を維持したままのウイルス」を作出できた点で、新規性が高いといえます。今後、このウイルス株を利用することで、感染個体内でのウイルス動態の理解が飛躍的に進むと思われます。加えて、感染免疫に重要なマクロファージのふるまいを可視化できた点も、非常に重要です。

河岡教授らは、病原性をもたない組換えインフルエンザウイルスを繰り返しマウスに感染させること（ウイルス馴化）で、人工的に増殖性を高めました。インフルエンザウイルス研究では、感染細胞同士の相互作用や、特定の組織における感染動態などを理解していく必要性があり、今回の研究手法は解析ツールとして重要になると思われます。

牧 昌次郎 助教

電気通信大学 先進理工学専攻

蛍光標識は高感度の測定が可能なので、細胞へのウイルス感染や進入などが精密に観察できるようになると思われます。これまでのように、ウイルスの増殖に伴って蛍光標識が発現されなくなることがない点が画期的です。病原性を維持することから、モデル動物での詳細な病理学研究も進むと期待できます。
 
さらに、今回の手法を生きたままの状態で使えるようなら、移植や再生医療の研究にも応用できると思います。ただし、蛍光させるには外部から光を照射する必要があるため、観察可能な深さや広さがどの程度なのかが気になります。蛍光波長にもよりますが、血液中や血流の多い部分、生体内深部の観察には限界があると思います。
 
光の調整次第では、今回の手法を細菌、マイコプラズマ、カビ、腸内細菌などの観察にも適応できるのではないでしょうか。ただ、直感では、動物実験というよりも細胞レベルの研究に留まる印象を受けます。

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