●ウイルス肝炎!!［ III ］肝炎ウイルスと肝障害

1．C 型肝炎ウイルスゲノムの複製機構と感染による細胞増殖の制御
下遠野

邦忠＊

C 型慢性肝炎患者に対してインターフェロン単独，あるいはインターフェロンとリバビリンの併用による治療が施され，ウイルスが排除されるに至る例がみられている．
これらの薬剤が C 型肝炎ウイルス（HCV）の複製をどのように抑制しているかを明らかにすることは，緩解率を高めるうえで重要である．近年，HCV RNA を導入した特定の細胞において，効率よくウイルスゲノムが複製することが示されている．この系はウイルスの複製を模擬できると考えられるだけではなく，改良を加えればウイルス粒子を産生させる系にまで発展させ得る可能性がある．一方，ウイルスゲノムの変異がインターフェロンなどの治療成績に影響を及ぼすことも示されているので，異なる遺伝子配列を持つ HCV ゲノムを用いた同様な複製系を開発し，解析することも重要である．われわれはこれまでに培養細胞を用いた感染増殖系を樹立してきたが，その系をさらに発展させる目的で，HCV 感染培養細胞から HCV RNA をクローニングし，そのゲノムの一部分を用いたウイルスゲノム自己複製細胞の樹立に成功した．このような細胞を用いた HCV 複製の分子機構の解析は，これまで困難であった薬剤の作用機序を解析するのに有用である．
HCV 感染による病気の発症には，宿主免疫機構の働きによる感染細胞の排除が原因の一つであると考えられる．一方，HCV 蛋白質が細胞の増殖制御に関連していることを強く示唆する研究報告もあり，肝炎発症の機構の一つにウイルス蛋白質が感染細胞の増殖をさまざまに修飾している可能性が考えられる．特にコア蛋白質を発現するトランスジェニックマウスにおいては，肝癌を発症することが報告されている．これまでにも，コア蛋白質は細胞増殖の制御に関わることが示されているが，その中で，コア蛋白質による核内受容体の活性化機構について紹介する．

Hepatitis C virus : Mechanism of the genome replication and theroles for cell proliferation
KUNITADA SHIMOTOHNO Department of Viral Carcinogenesis, Institute for Virus Research, Kyoto University
しもとおの・くにただ：京都大学
ウイルス研究所がんウイルス研究部門教授．昭和42年東北大学理学部卒業．昭和47年国立遺伝学研究所研究員．昭和58年国立がんセンター研究所室長．昭和60年同部長．平成８年現職．主研究領域／分子生物学．ウイルス学．
＊38 第 123 回日本医学会シンポジウム

Key words

C型肝炎ウイルス
複製
肝炎
アポトーシス

細胞に対して何らかの機能を発揮している可

1．HCV 感染による肝炎の発症にはウイルス自身の蛋白質の働きも重要であると考えられる能性が考えられる．
HCV の コ ア 蛋 白 質 を 発 現 す る ト ラ ン ス
ジェニックマウスにおいては肝癌の発症がみられる．この場合，細胞傷害性 T 細胞の活性C 型慢性肝炎は，肝硬変を経て肝臓癌を発化は観察されず，癌化に先立ち脂肪代謝の亢症するケースが多い．肝硬変患者から肝癌へ進が観察される．脂肪代謝の過程でラジカルの発症は炎症の度合いが高いほど頻度が高い産生が亢進して，その結果染色体への異常がので，炎症が病態変化を促進する大きな要因蓄積する可能性が示唆される．
また，HCV 蛋1）

白質を各種導入した培養細胞においては，そであると考えられる ．
C 型肝炎ウイルス（HCV）感染による慢性肝れぞれの細胞の増殖を変化させることが報告炎の発症には，まずウイルスが持続的に感染されている．これら一連の観察結果は，C 型肝していることが必要である．一般にウイルス炎患者でのことではないが，ウイルス蛋白質感染個体においては，細胞傷害性 T 細胞の活が持つ働きの潜在性を示しているといえる．

性化，Th2 細胞の活性化による抗体産生系の活性化により，感染細胞およびウイルス自身を排除する機構を持っている．C 型肝炎患者においても，HCV 特異的な細胞傷害性 T 細胞の応答がみられる症例では血流中の HCV 量

2．HCV コア蛋白質による核内受容体の活性化およびそれによるアポトーシ
スの亢進作用（HCV RNA）が 少 な い の で2），細 胞 傷 害 性 T

HCV は感染細胞において約 10 種類のウイ細胞による感染細胞の認識はきちんと行われルス蛋白質を産生する．それらのうちのいくていると推定される．すなわち肝細胞の障害

つかについては，ウイルス複製における役割の原因としては，免疫的に活性化され た Tや細胞増殖に果たす機能が報告されている．

細胞による感染細胞の排除が主たる働きと考

たとえば，以下に述べるコア蛋白質以外で非えられる．

構造蛋白質（NS : non-structural protein）
3が

しかしながら HCV を完全には排除できなある種の培養細胞をトランスフォームするい状況であることを考えると，細胞傷害性 Tと，NS 5 A がインターフェロンの機能を制御細胞による感染細胞の特異的な認識が働かなする5）．一方，コア蛋白質はウイルス粒子構い，あるいは活性化が不十分であるために機成成分の一つであるが，細胞の増殖に対して能を十分に発揮できない可能性がある．HCV多機能性を示すことが知られている．トラン

ゲノムは高い頻度で変異することを考える

スジェニックマウスにおける肝発癌もその一と，特異的な認識の機構がウイルス複製に追例である．ほかには細胞増殖性の賦与，アポいつけないことが原因の一つと考えられる

ト ー シ ス 制 御 等 が 報 告 さ れ て い る6）．し かし3），また最近の研究から，細胞傷害性 T 細し，これらの報告において，コア蛋白質がど胞を誘導する Th1 細胞の活性化に必要な樹のような機構で細胞へこれらの増殖制御をも状細胞の抗原提示機構が，HCV 感染患者ではたらすかの詳細は不明である．われわれは，

4）

低いことが示されている ．HCV 非感染者にコアを発現している細胞においてはビタミンおいては後者のようなことが観察されないの

A の 誘 導 体 で あ る all trans-retinoic acid

で，ウイルス感染自身（特に蛋白質）が樹状（ATRA）により細胞死が誘導されやすくなる
ウイルス肝炎 39

した．
事実，Sp110b と結合できないコアでは，
non treatment

Sp110bの細胞内局在はコアに影響を受けな

ATRA

い．Sp110b を 細 胞 に 過 剰 に 発 現 さ せ る とRARα 依存的な転写活性が用量依存的に抑制20されるので，Sp110bは転写抑制作用を持つと15考えられる．この状態の細胞にコアを発現さLuciferase 10せると Sp110bによる転写抑制作用は解除さ5れる．このときに Sp110bと結合できないコア変異体を入れても抑制は解除されない．
また，

0Sp110 b :

0150

150

150150（ng）

core :

0040

100200（ng）

Sp110b内でコアと結合する領域は約 100 ア
ミノ酸残基であるが，この断片を細胞に入れても RARα 依存的な転写活性は抑制される．
以上のことから，コアによる RARα 依存的な

図1

コア蛋白質による Sp110b の機能阻害

転写活性化には Sp110b が関与しており，コ核内受容体の転写抑制遺伝子，Sp110b の機能はコアが Sp110b を細胞質に局在を変えるためにア蛋白質用量依存的に失われる．
COS細胞にSp110b

Sp110b による転写抑制機能が失われる結果およびコア蛋白質を発現するプラスミドを導入し，その 2 日後に RARα の活性をルシフェラーゼ活性を指標にして比較した値を示す．All-trans retinoicacid（ATRA）処理細胞，非処理細胞（non treatment）との違いも示してある．

であると結論づけた．コア産生細胞におけるATRA 依存的なアポトーシスの促進 効 果 はRARα の 下 流 遺 伝 子 の 一 つ tissue transglutaminase（tTG）が関係している可能性が示唆された．tTG は細胞死を誘導することがす

7）ことを見いだした ．また，この誘導時にはでに知られている8）．コア産生細胞を ATRA核内受容体からの転写活性も亢進した．そこで処理すると tTG 遺伝子の発現が誘導され，で，この機構を詳細に解析した．

アポトーシスも誘導される．一方，この状態

コアは通常細胞質の小胞体膜上に局在しての細胞に tTG の阻害物質を添加するとアポいる．
一部は核にも存在するといわれているトーシスは約 50％ 程度に低下した．このこが，大部分は核膜上である．
ATRA 依存的なアとから，コアによるアポトーシスの誘導にはポトーシスの誘導にはコアが細胞蛋白質と会RARα 下流遺伝子である tTG が部分的に働い合する必要があると考え，候補になる蛋白質ていると考えられる．

をスクリーニングした．
得られた複数の会合蛋

RARα はその他の核内受容体とヘテロ複合白質の中で，アポトーシス誘導と関連しそうな体を形成して，ホルモン依存的な種々の転写候補蛋白質を絞り，新たな細胞蛋白質 Sp110b

因 子 の 活 性 化 を 行 う．特 に RARα!
RXR やを同定した（図 1）．本蛋白質は種々の組織にRARα!
PPARγ 依存的に転写活性される遺伝おいて発現がみられる．また，本蛋白質は核子の発現にも影響を与えることが予想される

内 受 容 体 RARα に 結 合 す る 特 徴 的 な 配 列

ので，HCV 感染細胞におけるこれらの遺伝子

LXLL を持ち，RARα とリガンド依存的に結合発現変化が肝疾患の原因になると考えられる

した．本蛋白質の細胞内局在は核である．し（図 2）．

かし，コアを産生している細胞においてはコアと相互作用する結果，細胞質に局在が変化
40 第 123 回日本医学会シンポジウム

cytoplasm
nucleus

Sp110 b
CoreER
cytoplasm
nucleus

Sp110 b

図2

CoreRARRXRRARE

RARRXR
RARE

core（−）細胞

core（＋）細胞

コア蛋白質が核内受容体からの転写活性を促進させる機構（モデル）

コアは大部分が細胞質の小胞体膜状に会合して存在する． Sp110b は普通核内に存在するが，コア蛋白質が産生している（すなわち HCV が感染している）
細胞においてはコアと会合した
Sp110b は細胞質に局在するために，核内受容体の抑制機能を失う．その結果，核内受容体の活性が亢進する．

を果たすかは，今後の課題である．コアを発

3．核内受容体以外の転写活性化にもコア蛋白質は関与している可能性が考えられる

現するトランスジェニックマウスにおいては脂肪代謝の変化が観察されるが，先に述べた
核内受容体を介した脂肪代謝に関する遺伝子の発現制御は，このトランスジェニックマウ

Sp100b は RARα に結合して転写活性を抑スで観察された現象を説明するかも知れな制することを明らかにしたが，ここで Sp110b

い．一方，ここで述べた培養細胞系での実験

は核内受容体のみに働く転写抑制因子かといでは，産生されているコアの量は過剰であり，う問題がある．これまでに多くの転写活性化生理的な条件から著しく逸脱している．した因子あるいは抑制因子が核内受容体と結合がってヒトの C 型肝炎患者の体内で生じてし，その機能を制御することが示されている．

いる現象とは大きく隔たっている可能性があ

これらの制御因子は核内受容体のみではなるが，筆者は HCV 感染による肝疾患は慢性疾

く，それ以外の転写因子とも会合してそれぞ患であり，病態の変化には長い期間が必要でれの転写制御に関わる．
現在のところ，Sp110bあることに注目すべきと考えている．すなわが核内受容体以外の転写因子に対してどのよ

ち，培養細胞でみられたように顕著な違いでうな機能を示すかは不明であるが，これまでなくとも，長期間少しずつ影響を受ける状況の研究からコアが核内受容体以外の経路の転下においては疾患が徐々に進行し，その後あ写をも制御していると予想させるので，Spる閾値を超えると病気として顕在化すると考110bが普遍的な転写抑制因子である可能性えられる．この過程においてはわずかに発現が考えられる．
もしそうであるなら，コア発現しているコアの効果が蓄積してゆくものと考細胞における細胞のさまざまな増殖様式がこえられる．

こに述べたような限られた機構で説明できる．
このような現象が生理的にどのような役割
ウイルス肝炎 41

Non-structural protein
coding region

Structural proteincoding region
5’

HCV genome（plus strand RNA）

Core E1E2 p7 NS2

NS3

NS4B NS5A
NS4A

NS5B

neor

NS3

NS4B NS5A
NS4A

NS5B

E2 p7 NS2

NS3

NS4B NS5A
NS4A

NS5B

E2 p7 NS2

NS3

NS4B NS5A
NS4A

NS5B

HCV IRES
5’

HCV subgenomic replicon

HCV IRES
5’
HCV genomic replicon
neorCore E1（EMCV IRES）
HCV IRES EMCVIRES
5’
HCV genomic repliconCore E1neor（complete）
HCV IRES HCV IRES

図3

EMCV
IRES

3’3’3’3’

HCV ゲノム構造（上）と自己複製可能な HCV ゲノム RNA の構造（下の 3 種類）

HCV ゲノムの 5側および 3側非構造領域を保存されている二次構造の模式を含めて示した．neor はネオマイシン耐性遺伝子，EMCV IRES は脳心筋炎（encephalomyocarditis virus）のIRES（internal ribosome entry site）を示す．

性の違いを多様な HCV ゲノムとの関連で解4．HCV ゲノムの自己複製細胞を用いたウイルス複製の解析

析することが重要であると考え，われわれも独自に HCV ゲノムレプリコン細胞を樹立した10）（図 3）．本細胞を用いてインターフェロ

HCV 感染による肝疾患発症の機構の解明

ンに対するウイルス複製の感受性を調べるは，病気発症の予防法の確立に役立つ．一方，と，臨床的に予測された感受性とは異なる結HCV 感染者からウイルスを排除することが果が得られた．一方，複製の分子機構を明らできれば，その後の病態は回復することがイかにする目的で，細胞内でのゲノム複製複合

ンターフェロン治療による成績から示されて体性質を明らかにしつつある．

いる．したがって C 型肝炎および関連する疾患については，発症予防的な観点からウイルおわりにス複製機構を解明し，抗ウイルス薬の開発にHCV 感染による肝疾患の予防には，ウイル向けての研究も重要である．
筆者は HCV の効

スの感染そのものを防ぐことのほかに，感染率よい複製増殖系の開発を目指しているが，者からのウイルスの積極的な排除法の開発，まだ実現できていない．一方，HCV ゲノムの感染していても病気を発症させないようにす

みを効率よく複製させる培養細胞系の開発はるための方法の開発，および病気を治療する進んでいる．この系の開発は外国のグループ

方法の開発など多岐にわたる．ウイルス蛋白

9）が先鞭をつけたが ，HCV ゲノムには多様性質による細胞増殖への影響を明らかにするこがあり，またインターフェロンに対する応答とは，疾患の発症予防あるいは治療に向けた

42 第 123 回日本医学会シンポジウム

新たな展開を生み出すと期待されるし，ウイルス複製機構の解明は治療に用いられている
薬剤の評価はもとより，有効な抗ウイルス薬の開発に役立つものと期待される．

〔文献〕
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