豚病会報
総No.
64 20149説
Ｃ型肝炎ウイルスの増殖と病原性発現に関与する宿主因子松浦

善治（大阪大学微生物病研究所分子ウイルス分野）

Matsuura,Y.(2014)Hostf
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キーワード：HCV、複製、宿主因子、病原性できる（プラス鎖）一本鎖 RNAをゲノムとしている。
ウイルス RNAを包含したコア蛋白質から構成される

要約

正二十面体のヌクレオキャプシドを、宿主細胞由来のＣ型肝炎ウイルス（HCV）の感染者は、日本で２００万脂質二重膜が取り囲み、その表面には E１と E２の２つ人、全世界で２億人と推定されている。HCVは血液やのスパイク蛋白質が存在する。ウイルスゲノムは、一血液製剤を介して感染し、１０～３０年の長期に渡って持つの巨大な蛋白質のコード領域と、５’と３’の両末端続感染し、脂肪肝や肝硬変を経て肝細胞癌を発症する。に存在する非翻訳領域（UTR）で構成されている（図ウイルス RNAが自立増殖するレプリコン細胞や培養１A）。ゲノム RNAの５’UTRにある IRES（Internal細胞で増殖可能な実験室株が開発され、ウイルスの感ribosomeentrysite）を介して、キャップ非依存的に染増殖機構の解析も進展したが、HCVの病原性発現翻訳された３０００アミノ酸の前駆体蛋白質は、宿主およ機構は未だ明らかにされていない。本稿では、HCVびウイルスのプロテアーゼによって切断され、１０個のの増殖や病原性発現に関連する宿主因子を紹介する。

ウイルス蛋白質が生成される（図１B）。この前駆体蛋
白質のアミノ末端領域にはウイルス粒子を構成するコはじめにア蛋白質と E１および E２蛋白質が、残りの領域にはウ

１９８９年に米国カイロン社の研究グループは、非Ａ非イルス粒子には取り込まれない非構造蛋白質（Non-

Ｂ型肝炎患者の血清から新しいウイルス遺伝子を単離

structuralprotein,NS）が存在する。NS２および NS３し、この遺伝子が非Ａ非Ｂ型肝炎ウイルスに由来するは前駆体蛋白質を切断するプロテアーゼとして機能し、ことを証明し、Ｃ型肝炎ウイルス（HCV）と命名した。

NS３はヘリカーゼとしての機能も併せ持つ。NS
５Aはその後、精度の高い抗 HCV抗体のスクリーニング系が免疫回避、ウイルス複製、そして、ウイルス粒子形成確立され、輸血によるＣ型肝炎は激減した。HCVに感に関与しており、それに続く NS
５Bはウイルスの複製染すると高率に慢性化し、脂肪肝や肝硬変を経て最終に必須な RNA依存性 RNAポリメラーゼとして機能的には肝細胞癌を高率に発症する。現在、有効な治療する2)。

薬が開発され、８割以上の患者からウイルスを排除できるようになってきた。また、遺伝子型２aのウイル

HCVの生活環（図２）ス株（JFH１株）を培養細胞で増殖させる技術が確立

HCV粒子は細胞表面の糖鎖認識分子に捕捉され、エされたが、薬剤に抵抗性を示し、臨床現場で問題とンベロープ蛋白質を介して感染受容体と結合し、エンなっている遺伝子型の HCVの培養系は未だ確立されドサイトーシスによってエンドソーム内に取り込まれていない。また、ヒト以外に HCVに感受性を示すチる。受容体候補分子として、CD８１、SRBI、Claudin１

ンパンジーを感染実験に供することは倫理的に難しく、（CLDN１）、そして Occuldin（OCLN）などが報告さ

HCV感染による病原性の発現機構は未だ多くの謎にれており、HCVは CD８１や SRBIに結合後、CLDN１包まれたままである。と OCLN結合して細胞内へ取り込まれると考えられている。エンドソーム内の酸性環境によって構造変化

ウイルス蛋白質の構造と機能（図１）をきたしたエンベロープ蛋白質の膜融合活性によって、フラビウイルス科ヘパシウイルス属に分類されるウイルス膜とエンドソーム膜が融合し、ヌクレオキャ

HCVは、メッセンジャー RNA（mRNA）として機能プシドが細胞質へ放出される。I
RES依存的に翻訳さ10Pr
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gVetSocNo.
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ᅗ1.

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NS5A

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NS4B

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図１．HCVの構造とウイルス蛋白質（A） HCV粒子と遺伝子構造。HCV粒子は近縁ウイルスの構造解析の成績から推測して、正二十面体のヌクレオキャプシドを E１と E２の２つのスパイク蛋白質と宿主由来の脂質二重膜が被っているものと想像される。HCVが感受性細胞に感染し、細胞質で脱殻したウイルス RNAから一本の前駆蛋白質が翻訳される。
（B） 前駆蛋白質は宿主およびウイルス由来のプロテアーゼによってプロセスされ、各ウイルス蛋白質が生成される。コア蛋白質と二つのスパイク蛋白質はウイルス RNAとともにウイルス粒子を構成し、非構造蛋白質は宿主因子をともなって複製複合体を形成してゲノムの複製を司る。
NS３はコファクターである NS４Aとともにセリンプロテアーゼとしてウイルス前駆蛋白質のプロセッシングを行う。NS５Bは RNA依存性 RNAポリメラーゼとして機能する。リン酸化蛋白質྾╔⢾㙐ㄆ㆑ศᏊᨺฟཷᐜయ
NS５Aは様々な宿主蛋白質との相互作用が報告されている。

れた前駆体蛋白質の N末端側に存在する構造蛋白質質領域にヌクレオキャプシドが結合して集合したウイは、宿主由来プロテアーゼによって切断される。コア䜶䞁䝗䝋䞊䝮

ルス粒子は小胞体内腔に出芽し、ゴルジ体を経て細胞౵ධ

蛋白質はシグナルペプチダーゼ（SP）によって E１か䝂䝹䝆య 4)
外へ放出されると考えられる。

ら切り離された後、Ｃ末端の膜貫通領域内でさらに、ᑠ⬊య
シグナルペプチドペプチダーゼ（S⬺Ẇ PP）によって切断

H」〇
CVの病原性発現機構（図３）ฟⱆ

されて成熟し、多くは界面活性剤耐性膜画分に⩻ヂ （DRM）

我が国における癌死の中で、肝癌は男性で第３位、

局 在 す る。SPPで 切 断 さ れ な い 変 異 コ ア 蛋 白 質 は女性で第５位に位置し、その約８割が HCVの感染にDRM に局在できず、ウイルス粒子も産生されない。
䝁䜰⺮ⓑ㉁起因する。HCVに感染すると高率に慢性化し、脂肪肝⣽⬊㉁᰾

また、成熟コア蛋白質の一部は脂肪滴、ミトコンドリ䝥䝻䝔䜰䝋䞊䝮⢏Ꮚᙧᡂ
を経て肝硬変・肝細胞癌へと移行する。HCVの持続感

ア、そして、核にも移行する。非構造蛋白質は小胞体染による慢性肝炎が、肝癌発症の原因の一つと考えら⬡⫫⁲

膜に特異な膜様構造体を形成し、陥没した膜内腔でゲれているが、激しい慢性肝炎像を呈する自己免疫性肝䝭䝖䝁䞁䝗䝸䜰ノム RNAが複製されると考えられている。複製した炎による肝発癌は希である。したがって、慢性的な炎ウイルス RNAは NS
５Aを介してコア蛋白質と会合し、症によって繰り返される細胞死と再生による遺伝子異ヌクレオキャプシドが形成されると思われる。また、常の蓄積だけではなく、HCVの構成因子が肝発癌にコア蛋白質が脂肪滴や DRM に局在することがウイル直接関与しているものと推測されている。東大の小池ス粒子の産生に関与すると考えられている。E１と E
２

らが作出した、HCV蛋白質を発現するトランスジェ蛋白質はヘテロダイマーを形成し、さらに、E１の細胞ニックマウスの成績から、コア蛋白質の発現が HCV感

豚病会報No.
64 201411ᅗ2.

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図２．HCVの生活環
HCVは細胞表面のヘパリンやヘパラン硫酸等の糖鎖認識分子によって捕捉・濃縮され、親和性の高い受容体と結合し、エンドサイトーシスによってエンドソームに取り込まれる。エンドソーム内の低 pH環境下でエンベロープ蛋白質の構造が変化し、細胞膜とウイルス膜が融合して、ウイルスのヌクレオキャプシドが細胞質へ放出される。ウイルス遺伝子は mRNAとして働いて前駆体蛋白が翻訳され、各ウイルス蛋白質に切断される。ウイルスの非構造蛋白は宿主因子と共に複製複合体を構成し、ウイルスゲノムを複製する。成熟コア蛋白質の一部は、脂肪滴や界面活性剤耐性膜（DRM）に局在する。HCVの出芽部位は明らかになっていないが、ウイルス粒子の膜成分に DRM の構成成分であるコレステロールが多く含まれることから、ウイルスは DRM から出芽するものと推測される。また、脂肪滴が粒子形成にも関与していると考えられている。複製したウイルス RNAは成熟コア蛋白質と結合してヌクレオキャプシドを形成し、スパイク蛋白質と会合してウイルス粒子を形成し、小胞体内腔へ出芽するものと考えられる。出芽したウイルスはゴルジ装置を通り、細胞外へ放出される。また、一部の成熟コア蛋白質は核へ移行し、核内プロテアソームの活性化因子である PA２８gと相互作用することにより、肝細胞の脂肪化や腫瘍化の病原性因子として機能する。

染による肝脂肪化と肝細胞癌の発症に関与していると与することが明らかとなった。

5)考えられている 。脂肪酸や中性脂肪は脂肪滴の構成因子であり、脂肪滴の蓄積が脂肪肝の原因である。コHCVの組織指向性を規定する宿主因子（図４）

ア蛋白質を発現するトランスジェニックマウスは高率

一般的にウイルスの組織指向性は感染受容体の発現に脂肪肝を発症し、１６ヶ月齢以降になると肝細胞癌がによって規定されることが多い。しかしながら、上記認められる。これまでに我々は、コア蛋白質が核内のの HCV受容体候補分子は多くの臓器で発現しており、プロテアソーム活性化因子 PA２８gに結合して分解さ様々な非肝臓細胞株にも HCVは侵入できることから、れることが、脂肪酸合成酵素などの遺伝子発現を亢進HCVの臓器特異性を規定しているのは受容体だけでさせ、さらに、PA２８g遺伝子の欠損によってコア蛋白はないと考えられる。最近、iPS細胞から肝細胞への質を発現するトランスジェニックマウスにおける肝細分化の各段階で HCVの感受性が検討され、細胞内への3)胞癌発症が消失することを報告している 。さらに、侵入は未分化な段階から可能であったのに対し、HCV

PA２８g遺伝子の発現を抑制すると、HCVの粒子産生ゲノムの複製と粒子産生は肝細胞への分化が起きた段が低下する。以上の成績から、PA２８gは HCVの粒子階で起こり始め、miR１２２の発現量と相関しているこ産生だけでなく、コア蛋白質による病原性発現にも関とが示された。mi
R１２２は肝臓特異的に発現しており、

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図３．HCVコア蛋白質と PA２８γの相互作用は粒子産生と病原性発現に関与する
HCVコア蛋白質と PA２８gの核内での相互作用は、脂質合成酵素の転写因子である SREBP１c、TNFa、そして酸化ストレス（ROS）の発現を亢進させることによって、コア蛋白質を発現するトランスジェニックマウスで観察される、インスリン抵抗性、脂肪肝、そして肝細胞癌の発症に極めて重要な役割を演じていると推測される。一方、ウイルス粒子産生に利用されるコア蛋白質の一部は、細胞質でユビキチンライゲースの E６APによってユビキチンが付加されて分解される。
ᅗ4.

miRNA䛻䜘䜛mRNA䛾⩻ヂᢚไ䛻䜘䜛䛾⩻ヂᢚไ

miR-122䛻䜘䜛HCV-RNA䛾⩻ヂஹ㐍䛻䜘䜛䛾⩻ヂஹ㐍⩻ヂᢚไ⩻ヂᢚไ
CapAAAACapAAAAHCV RNA
Mature-miRNA

5’UTR
RISC

Pre-miRNA

⩻ヂஹ㐍
⩻ヂஹ㐍

Dicer

Pri-miRNA

miR122
Drosha/DGCR8Cap

AAAA

Exportin5/RanGTP

miRNA gene

図４．mi
R１２２による HCVRNAの翻訳亢進
micro
RNAは核内で転写され、核外へ輸送されて RNA誘導型サイレンシング複合体（RISC）に取り込まれる。ほとんどの micro
RNAは標的の mRNAの３’UTRに結合し、あるいは、mRNAを切断することで翻訳を抑制する。肝臓特異的な miR１２２は、HCVゲノムの５’UTRに２分子結合してウイルスゲノムの翻訳を亢進する。しかしながら、HCVの感染環における miR１２２の生物学的意義を明らかにするにはさらなる詳細な解析が必要である。

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HCVの肝臓特異性の主要な決定因子である可能性が５）MoriyaK,etal.
(1998)Thecor
eproteinofhepati-高い。また、VLDL（VeryLowDe
nsi
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poprotein）

ti
sC vi
rusi
nduceshepatocellula
rcarcinomain

関連蛋白質である ApoB（ApolipoproteinB）、ApoE、

transgeni
cmice.
NatMed,4:
10651067.

そ し て MTTP（MicrosomalTriglyceride TransferProtein）は粒子産生に重要であり、これらも肝細胞で高発現していることから、肝臓特異性の決定に関与して い る と 考 え ら れ る。miR１２２は 肝 細 胞 の 全 micro
RNA の７割を占め、血液中の総コレステロール量、肝臓の脂質代謝や鉄代謝能等が miR１２２の組織中の発現量と相関することが報告されている。一般的に micro
RNA は mRNA の翻訳を抑制するが、miR１２２はHCVの５’UTRと架橋を作るように２ヶ所で結合して、翻訳を亢進させていることが明らかにされた。しかしながら、HCVの感染環における mi
R１２２の生物学的意義を明らかにするにはさらなる詳細な解析が必要である。miR１２２を強制発現させて樹立した肝臓系および非肝臓系の細胞株で HCVの粒子産生を評価したとこ
ろ、興味深いことに粒子産生は肝臓系の細胞でのみ観察され、受容体を発現している非肝臓系細胞に mi
R１２２を発現させても、培養上清中には全く感染性粒子が検出されなかった1)。

終わりにウイルス側と宿主側の要因が複雑に絡み合い、肝癌の発症までに長い年月がかかるＣ型肝炎の病原性に関しては不明な点が数多く残されている。また、ウイル
ス複製に関与する宿主因子の分子機能についても、不明な点が数多く残されており、今後の研究の進展を期待したい。

引用論文
１）福原崇介ら（２０１２）mi
R１２２はＣ型肝炎ウイルスの細胞指向性に関与する．ウイルス ,62:
18.
２）MoriishiK,etal.(2007)Hos
tfactor
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dint
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eplicatio
nofhepa
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sC vi
r
us.RevMe
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3
354.
３）Mo
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s
hiK,etal.(2007)Criticalroleo
fPA28gamma in hepatiti
s C vir
usassoc
iatedsteatoge
nesisa
nd hepatocarcinogenesis. Proc Natl
AcadSciUSA,
104:16611666.
４）Mo
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i
i
shiK,etal.(2014)Exploi
tatio
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dco
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2012.
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