University of California, San Diego (UCSD) School of Medicineの研究チームは、インフルエンザA型ウイルスが保護粘液層を突破し、呼吸器上皮細胞に感染、さらに上皮細胞から出て他の細胞に感染していく機序を初めて明らかにした。Department of Cellular and Molecular Medicineの准教授、Pascal Gagneux, Ph.D.が研究チームを率いたこの研究の論文は、Virology Journalのオンライン・オープン・アクセス版に掲載され、ウイルスの活動をさらに効果的に阻害する新しい医薬なり治療法なりへの方向性が示されており、あるいは一部の型のインフルエンザ感染を完全に予防できるようになる可能性も示している。
一般的なインフルエンザ・ウイルス株が、すべての動物の細胞で表面を覆っている情報伝達糖分子の一種、シアル酸を探し、これを利用することは以前からよく知られていた。
たとえば、どこにでも存在するH1N1やH3N2というインフルエンザ株は、赤血球凝集素 (H) タンパク質を細胞表面の対応するシアル酸受容体に結合させてから細胞表面を浸透し、ウイルスが他の細胞に感染を広げる準備ができれば今度は酵素のノイラミニダーゼ (N) をこのシアル酸に付着させたり、亀裂を入れて突破するということをしている。肺、鼻、喉など体内の気道の壁を覆っている粘膜細胞はシアル酸の豊富な粘液を分泌し、病原体から防衛している。粘液は粘りけのある罠で、ウイルスが脆弱な細胞に感染する前にこれを取り込み、封じ込めてしまう。Dr. Gagneuxは、「分泌された粘液中のシアル酸はねばっこいクモの巣のような働きをしており、ウイルスを引き寄せるとウイルスの赤血球凝集素タンパク質に取りついて捕まえてしまう」と述べている。
Dr. Gagneuxと研究チームは、異なるタイプのムチン (粘液成分の糖タンパク質) でコーティングした磁気ビーズと様々な定量のシアル酸中にウイルス粒子を入れるという新鮮なテクニックを試みたところ、インフルエンザ・ウイルスがノイラミニダーゼを使って粘液のシアル酸との結合を断ち切り、自然の防衛に対抗することを実証した。さらに、粘液中のノイラミニダーゼの活動を阻害すると、ウイルスは粘液に取り込まれたまま動かなかった。Dr. Gagneuxは、「ウイルスはおとりの粘液から自由になることができず、したがって他の細胞に感染していくこともできなかった」と述べている。この発見は、研究者や医薬会社が、ウイルスについても、インフルエンザ治療の機能についても考え直すきっかけになると考えられる。
TamifluやRelenzaなど既存の医薬は、ノイラミニダーゼの活動を阻害し、インフルエンザ・ウイルスが細胞から細胞へと感染していく能力を抑えると考えられている。Gagneuxの研究チームの研究成果から、粘液中のノイラミニダーゼの活動阻害が初期感染リスクを抑えている可能性が示されている。ただし、どのようにしてノイラミニダーゼ阻害を粘液に限定するかが解決のカギになる。人体の各種細胞がノイラミニダーゼを生成しており、それぞれ重要な細胞機能を果たしている。特に脳細胞についてそれがあてはまる。副作用の発生を抑えるためにはノイラミニダーゼ阻害作用を特定粘液分泌細胞に限定しなければならない。Dr. Gagneuxの研究室で研究助手を務めた研究論文第一著者のMiriam Cohen, Ph.D.は、「気道の粘液層は常に古い層が捨てられ、新しい層が生まれている。時には2時間ほどのうちに一つの層がすっかり入れ替わることもある。医薬や化合物でノイラミニダーゼの活動を完全に阻害しなくても、遅らせるだけで粘液の自然な防衛効果を強化するためには十分だ」と述べている。
この研究論文の共同著者は次の各氏: UCSD, Department of Cellular and Molecular MedicineのDr. Hooman P. SenaatiとDr. Nissi M. Varki、UCSD, Division of Infectious DiseaseのDr. Xing-Quan Zhang、Dr. Robert T. Schooley、UCSD, Division of Infectious DiseaseとNational Taiwan University, School of Veterinary MedicineのDr. Hui-Wen Chen。
■原著へのリンクは英語版をご覧ください:How Influenza A Viruses Penetrate Protective Mucus Layer
