Identification of the Human SCARB2 Region That Is Important for Enterovirus 71 Binding and Infection
（エンテロウイルス７１の結合・感染に重要なヒトSCARB2のアミノ酸領域の同定）
背景
エンテロウイルス７１はピコルナウイルス科エンテロウイルス属にされる。直径28－30nmのエンベロープを有しないウイルスである。本ウイルスは、主に5歳以下の乳幼児に手足口病を引き起こすことが知られている。また、稀ではあるが脳炎や急性弛緩性麻痺などの中枢神経疾患を示すことがあるために注意が必要なウイルスでもある。近年中国で、エンテロウイルス71の大規模な流行が起こり、およそ1500名の死亡例が報告されている。大流行が起こった国では、その後もエンテロウイルス71に感染した乳幼児が中枢神経症状を示し、死に至る例が毎年報告されている。
我々は、Scavenger receptor class B, member 2 (SCARB2)をエンテロウイルス７１の感染受容体として同定した。今回、ウイルスの結合や感染に重要な役割を果たすSCARB2のアミノ酸領域を同定することを試みた。
研究結果の概要
RIG-Iを欠損するPVR-tgマウス由来の初代培養細胞ではポリオウイルス感染によってIFNを誘導することができなかった。したがってRIG-Iはポリオウイルスの検知に関与していないと結論された。MDA5を欠損するPVR-tgマウス由来の初代培養細胞ではIFN誘導が認められた。しかし、このマウスにポリオウイルスを感染させた場合、血中の IFNに誘導、ISGの誘導、非神経組織でのウイルス増殖は野生型と比較し顕著な差は認められなかった（図１）。個体の生存は条件によっては僅かな差が見られたが有意であるとは結論できなかった。
図１：RIG-I, MDA5欠損によるPVR-tgマウスでのウイルス増殖とマウスの生死
（A） RIG-I, MDA5欠損PVR-tgマウスに107PFUのポリオウイルスを静脈内接種し、マヒが観察された時点で肝臓、脾臓を摘出しウイルス量を測定した。Ifnar1 KOではウイルス量が増加しているが、RIG-I, MD5 KOでは増加は見られない。
（B） RIG-I, MDA5欠損PVR-tgマウスに104PFU、もしくは105PFUのポリオウイルスを静脈内接種し、２週間生死を観察した。RIG-I, MD5の欠損によって極端な生存の違いは見られない。
MyD88の欠損により、血中IFN、ISGの誘導、非神経組織におけるウイルス増殖にはあまり差が認められなかったが、個体の生存は僅かに低下した。TRIFもしくはTLR3を欠損したマウスでは血中IFNが低下し、非神経組織におけるウイルス増殖が飛躍的に増大し、マウスはより少量のウイルス接種によりマヒを発症し死亡した（図２）。これらの事からポリオウイルスの感染防御にはTLR3を介したI型IFN応答が重要な役割を果たしていることが明らかになった。
図２：TLR欠損によるPVR-tgマウスでのウイルス増殖とマウスの生死
（A） TLRもしくはそのアダプターを欠損するPVR-tgマウスに107PFUのポリオウイルスを静脈内接種し、マヒが観察された時点で肝臓、脾臓を摘出しウイルス量を測定した。TRIF, TLR3 KOではウイルス量が増加している。MyD88欠損による効果は大きくないが、TRIF, MyD88 DKOではIfnarl KOと同等にウイルスが増殖している。
（B） TLR3欠損PVR-tgマウスに103PFU、もしくは104PFUのポリオウイルスを静脈内接種し、２週間生死を観察した。TLR３の欠損によって死亡率が顕著に増大している。
研究結果の意義
今回の研究結果によってポリオウイルス感染を検知し、個体の防御に重要な役割を果たしているのはTLR3であることが明らかになった。同じピコルナウイルス属の仲間であるEncephalomyocarditis virus (EMCV) はマウスを用いたピコルナウイルスの感染実験によく用いられているが、このウイルスの防御にはMDA5が重要な役割を果たすとされている。従って近縁のウイルスであっても、個々のウイルスの複製様式、感染部位などを反映して異なったウイルスセンサーが機能している。
ポリオウイルスに自然感染した場合、多くの場合は不顕性感染か感冒用症状で終わることが多く、マヒ発症に至るのは１％未満であるとされている。重症化するメカニズムは現在まで明らかにされていないが、宿主が持つTLR3を介する自然免疫経路の多型などが影響している可能性も考えられる。