水疱性口内炎ウイルス (VSV) CoV S-protein シュードタイプ

Mechanism of coronavirus cell entry

ベクタービルダーでは、コロナウイルス研究用に、コロナウイルスのスパイク (Spike: S) タンパク質エンベロープを持つCoV-Sシュードタイプ 水泡性口炎ウイルス（VSV)を受託構築いたします。

コロナウイルスのスパイク (Spike: S) タンパク質は、ウイルスエンベロープに埋め込まれたウイルス受容体で、ウイルスが最初に宿主細胞表面に付着した際に、宿主細胞上の相補的受容体に結合し、さらにウイルスエンベロープと宿主細胞膜との融合を促進し、ウイルスが宿主細胞内に侵入するメカニズムを担っています。コロナウイルスやレンチウイルスなどのエンベロープウイルスの場合、外界に接している脂質二重膜のエンベロープに、ウイルス受容体タンパク質が固定されているのが特長です。

コロナウイルスは、宿主・組織特異的な指向性を持つウイルスとして大きな一群を形成しています（図１）。1種のコロナウイルスが効果的に感染できる生物種は1種のみ、あるいは2-3種に限定されています。この指向性は、その名前の由来ともなっているように王冠（コロナ：ギリシャ語で王冠を意味する）様の外観を提示するスパイク（Spike: S）タンパク質と宿主細胞表面の受容体の結合で説明されています。例えば、SARS発症ウイルスのSARS-CoV、およびCOVID-19発症ウイルスのSARS-CoV-2は、ヒト呼吸器、肺、および口腔上皮細胞表面上に存在するアンジオテンシン変換酵素2（ACE2）にSタンパク質が結合することによりヒトに感染します。一方、MERS-CoVは、ジペプチジルペプチダーゼ4（DPP-4）受容体への結合を介してヒトに感染します。

実験による検証

VectorBuilderは独自技術を開発、改良し、シュードタイプ化VSVウイルス用のプロトコールを最適化しました。その結果、当社のシュードタイプウイルスは、一般に広く公開されているプロトコールを使って作製した場合に比較して、はるかに高い形質導入効率を示します。当社で作製したシュードタイプVSVウイルスを様々な実験で検証を行いました。一例として、以下(図１)に示すように、SARS-CoV-2 野生型Sタンパク質とそのD614G変異型Sタンパク質をシュードタイプ化したVSVを、SARS-CoV 2の受容体であるヒトACE2を高発現するBHK-21細胞に改質導入実験を行いました。ACE2を高発現するBHK-21細胞は、野生型Sタンパク質VSV、およびD614G変異型Sタンパク質VSVで形質導入されました。形質導入された細胞は、蛍光レポーター（EGFP）を発現しています。しかし、ACE2の発現が極めて低いまたは発現していないBHK-21細胞では、蛍光レポーターを発現する細胞が観察できないことから、受容体ACE２依存的な宿主細胞への感染と形質導入が示されます。

図 1. SARS-CoV-2 Sタンパク質(野生型とD614G変異）のシュードタイプレンチウイルスはヒトACE2受容体を発現するBHK-21細胞に感染する。トランスダクションから24時間後の細胞を撮影した。 倍率: 100x。