HTLV-1のマウスへの感染モデルに関する研究

学籍番号　　970859　　氏名　　新田　孝幸　　　　　　指導教官　　　三輪　正直

成人T細胞白血病（Adult T cell Leukemia；ATL）は日本の西南地方およびカリブ海沿岸に集中発生する白血病で、今日ではヒトレトロウイルス(Human Retrovirus) であるHTLV-1(Human T cell Leukemia Virus type 1)によって引き起こされることが明らかにされている。HTLV-1はヒトで見出された最初のレトロウイルスであり、ATLはHTLV-1の関与によりおきるヘルパーT細胞性の白血病であることから、様々な分野の研究者によって解析が試みられてきた。現在までの研究で既に感染経路やその予防法の一部が確立されている。しかし細胞のがん化機構は依然として謎であり、国内の百万人ともいわれる感染者からのATL発症防止や治療法の確立といった問題は現在に残された大きな課題である。

ATLを引き起こすHTLV-1はレトロウイルに属しており、遺伝子としてはmRNAと同じ性質のRNAを持つ。レトロウイルスは感染標的細胞に吸着・侵入し、粒子内にある2つの１本鎖RNAを逆転写酵素により１つの２本鎖DNAに変換する。そのDNAは細胞質から核内に移行し、インテグラ−ゼにより宿主染色体DNAに組み込まれる(この状態のウイルスをプロウイルスという)。宿主DNAに組み込まれたウイルスDNAは宿主DNAと同様に複製され、新しいウイルスを構成する遺伝子であるRNAや蛋白質を作り出す。

がんの発症機構を考える上で人体材料を用いた実験は困難な問題を多く抱えており、HTLV-1に関与する研究においては、HTLV-1に感染した動物はきわめて有用である。私の所属する研究室では、発生工学の技術が使用でき、ゲノム配列がわかりつつあるマウスを用いてHTLV-1ウイルスの感染モデル作成する研究が行われている。

今回はマウスにHTLV-1を産生する細胞株であるMT-2を投与し、感染したマウスを18ヶ月飼育した後、解剖した各臓器を解析した田中氏の実験の一部に参加した。私が実験をはじめる段階で感染マウス脾臓DNA中に存在するプロウイルスを持つクローンの各臓器における分布および、クローン中のプロウイルスが挿入されたLong Terminal Repeat（LTR）の3’側の隣接する配列が決定されていた。ATLのキャリアーにはLTRの5’側が欠失したクローンを持つ人が多々おり、HTLV-1の全長が必ずしもクローンに挿入されているとは限らないことから、私はこのウイルスDNAのLTRの5’側がそのクローンに含まれていることを確かめるための実験を行った。挿入されたクローンの3’側の配列をもとにホモロジーサーチを行ったところ、1匹のマウスのあるクローン(5C4)は45S pre rRNA遺伝子の上流と非常に高い相同性を示した。そこで、予想されるプロウイルスのLTRの5’側とウイルスDNA上にプライマーを設定しPCRを行い、そのPCR産物の配列を決定した。決定された配列からはプロウイルスのLTRの5’側に続くマウス由来のDNA配列および、インテグラ−ゼがウイルスDNAを宿主DNAに挿入する際に、宿主DNAの両端に作る各ウイルス特有の数塩基の繰り返し配列を確認することができた。このことからこのクローンには少なくともLTRの両端が含まれていることがわかった。また、HTLV-1産生細胞を投与することによるマウスへの感染も、ヒトへの感染と同様にレトロウイルスのインテグレーションの様式をとることが初めて明らかとなった。

また今回決定した塩基配列と登録されている配列とを比較したところ、マウスの染色体中（インテグレーションサイトの上流）に存在する配列の反復回数が一部異なる事がわかった。そこで、この配列の相違を調べる目的で、感染していないマウスのDNAおよびこの塩基配列を決定したマウスのDNAを用いて、ウイルスを含まない部位のプライマーを設定してPCRを行いこの部位の配列を決定した。決定した配列を比較したところ、やはり登録されている配列と異なる配列が見られた。