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マラリア原虫の侵入経路:え!こんなこともわかっていなかったのか(1月5日号Science掲載論文)

   ウイルスや細菌が細胞内に侵入するとき、多くの場合細胞表面上のホスト側分子と特異的に結合し、あとは様々な細胞学的過程を利用して細胞内に侵入する。例えば現在流行っているインフルエンザは、細胞表面上のシアル酸を使うし、エイズウイルスはCCR5と呼ばれるケモカイン受容体を使う。

   面白いのは赤痢菌で、まずマクロファージなどに貪食されてから、細胞内に侵入し、細胞内でアクチンを重合させて彗星のように細胞質内を推進して隣の細胞に感染するものもある。いずれにせよ、細胞内に侵入が必要な病原体の侵入経路の特定は、感染症研究の最も重要なステップになる。

   したがって、マラリアのように最も研究の進んでいる病原体が網状赤血球に特異的に侵入する経路がわかっていないなど想像だにしていなかった。今日紹介するオーストラリア・ウォルター・エリザホール研究所からの論文はマラリア原虫P.vivaxがなんとどこにでもある鉄の細胞内輸送に関わり、またC型肝炎ウイルスをはじめとする様々なウイルスの侵入経路として使われているトランスフェリン受容体1(TfR1)と結合して細胞内に侵入することを明らかにした研究で1月5日号のScienceに掲載された。

   タイトルは「Transferin receptor 1 is a reticulocyte-specific receptor for plasmodium vivax(トランスフェリン受容体はマラリア原虫の受容体の一つだ)」だ。

   タイトルでは、a receptorと抑えた表現になっているが、実際 DARCと呼ばれるケモカイン受容体がP.vivaと結合する侵入経路という考えが定着していたようだ。しかし、DARCの欠損した人がマラリアに感染していること、また正常赤血球にも発現しているため、何故網状赤血球だけ感染できるか説明できないことから、このグループはウイルス蛋白で網状赤血球に結合するPvRBPに結合する分子を探索していた。

   結果幾つかの候補から、TfR1が特定され、生化学的、構造学的検討から、PvRBPが結合するのはTfR1に間違いないことを確認している。

   そして、TfR1は赤血球系列について言えば、網状赤血球では強く発現しているが、分化が進んで赤血球になると発現がなくなること、また、PvRBPはフリーのTfR1にも、またトランスフェリンと結合したTfR1とも安定に結合することを明らかにしている。この結果は、これまで説明がつかなかった、P vivaxが網状赤血球特異的に感染することを説明できる。

   最後にP.vivaxの感染実験を行い、PvRBP2をクリスパーで欠損させると感染が起こらないこと、さらにPvRBPに対する抗体を用いると、やはり感染が防げることを示している。

   研究で使われたのは私たちの現役時代の手法で、この実験がどうして今までできなかったのか不思議だが、おそらく受容体はDARCであるとする定説が、研究の妨げになっていたのだろう。ぜひこの発見が、マラリアの予防や治療に使えるよう発展することを期待したい。

[NPO法人オール・アバウト・サイエンス・ジャパン(AASJ) 論文ウォッチ 2018年1月18日より転載]

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