マウスポリオーマウイルス

ハツカネズミポリオーマウイルス1
カプシドタンパク質VP1は72個の五量体からなる二十面体カプシド構造に組み立てられ、内部中心からの距離によって色分けされている。PDB : 1SIEより。[1]
ウイルスの分類
(ランク外):	ウイルス
領域:	モノドナビリア
王国：	ショウトクビラエ
門:	コサビリコタ
クラス：	パポバビリセテス
注文：	セポリウイルス目
家族：	ポリオーマウイルス科
属:	アルファポリオーマウイルス
種：	ハツカネズミポリオーマウイルス1

マウスポリオーマウイルス（マウスポリオーマウイルス、ポリオーマウイルス muris、またはMus musculusポリオーマウイルス 1とも呼ばれ、古い文献ではSE ポリオーマまたは耳下腺腫瘍ウイルス、略してMPyVとも呼ばれる）は、ポリオーマウイルス科のエンベロープを持たない二本鎖 DNA ウイルスである。この科で最初に発見されたメンバーは、1950 年代に偶然特定された。^{[2] [3]}マウス白血病抽出物に含まれる、新生マウスの耳下腺に腫瘍を引き起こす可能性のある成分が、 1953 年にLudwik Grossによって報告され^{[4] 、}国立がん研究所のSarah StewartとBernice Eddyによってウイルスとして特定され、この 2 人にちなんでかつては「SE ポリオーマ」と呼ばれていた。 ^{[5] [6] [7]} Stewart と Eddy はその後、ヒトを含む霊長類に感染するSV40などの関連ポリオーマウイルスの研究を続けた。これらの発見は当時広く報道され、オンコウイルスの理解の初期段階を形成した。^{[8] [9]}

MPyV は主にマウスの鼻腔内経路で広がり、尿中に排出されます。マウスの MPyV 感染に対する遺伝的感受性は大きく異なり、すべての MPyV 株が発癌性があるわけではありません。^[7]一般的に、感染すると腫瘍を発症するのは新生児と免疫抑制マウス (通常はトランスジェニック) のみです。もともと耳下腺腫瘍の原因として観察されていましたが、このウイルスは上皮および間葉系起源のさまざまな組織型で固形腫瘍を誘発する可能性があります。 ^{[10] : 107–9}野生マウスの間で循環しているウイルスは腫瘍形成性である可能性がありますが、自然条件下ではウイルスは腫瘍を引き起こしません。母親の抗体が新生児を保護する上で重要であることが示されている。^{[3] [10] [11]現代の}実験用マウス研究コロニーではまれであると説明されています。^[7]

MPyVはモルモット、ハムスター、ラットなどの 他のげっ歯類にも感染して腫瘍を引き起こす可能性があるが、これらの種では腫瘍を引き起こす組織タイプの多様性は低い。^{[10] : 107–9} MPyVはヒトには感染せず、ヒトの癌との関連はない。^[12]

ポリオーマウイルス科の他のメンバーと同様に、MPyV は直径約 45ナノメートルのエンベロープのない正二十面体( T =7)のウイルスカプシドを持っています。 ^{[3] [13]}カプシドには 3 つのタンパク質が含まれています。カプシドタンパク質 VP1が主要成分であり、72 個の五量体からなる 360 単位の外側カプシド層に自己組織化します。他の 2 つの成分である VP2 と VP3 は、互いに高い配列類似性を持っていますが、VP3 は VP2 に比べてN 末端が切断されています。VP2 と VP3 は、VP1 と接触してカプシド内で組み立てられます。^{[3] [13]}

VP1は、他のウイルス成分が存在しない場合でも、ウイルス様粒子に自己集合することができる。 ^[14]このプロセスには結合したカルシウムイオンが必要であり、結果として得られる粒子は、五量体内のジスルフィド結合によって安定化されるが、この結合は必須ではない。^[15]

MPyV は、約 5キロ塩基対の閉じた環状二本鎖 DNA ゲノムを持っています。 この ゲノム には、ウイルスのライフサイクルの段階にちなんで「初期領域」と「後期領域」と呼ばれる、反対の鎖に位置する 2 つの転写ユニットが含まれています。各領域は、選択的スプライシングによって6 つの遺伝子が発現するプレメッセンジャー RNA分子を生成します。初期領域の 3 つの遺伝子は、大、中、小の腫瘍抗原(LT、MT、ST) を発現し、腫瘍を誘発するのに十分です。後期領域の 3 つの遺伝子は、3 つのカプシドタンパク質 VP1、VP2、VP3 を発現します。初期領域と後期領域の間には、複製起点とプロモーターおよびエンハンサー要素を含む非コード DNA領域があります。^{[16] : 786–7} LTエクソンの 1 つと重複する領域からのマイクロ RNAの発現も特定されており、腫瘍抗原の発現のダウンレギュレーションに関与していると考えられています。^[17]

エンベロープを持たないウイルスは、宿主細胞に侵入するための複雑なメカニズムを持つことが多い。MPyVカプシドタンパク質VP1は、細胞表面のガングリオシドGD1aおよびGT1bのシアリン酸に結合する。 ^{[1] [19]} VP2とVP3の機能はあまりよくわかっていないが、少なくともVP2はウイルス粒子のエンドサイトーシスで露出することが報告されており、小胞体からのウイルスの放出に関与している可能性がある。^{[20] [21] MPyVは、}カベオラ依存性エンドサイトーシスメカニズムと、被覆されていない小胞を介した独立したメカニズムの両方で細胞に侵入すると報告されている。^{[21] [22]}

エンドサイトーシスを介して細胞に侵入する多くのウイルスとは異なり、ポリオーマウイルスは細胞膜を貫通し、エンドソームからではなく後期小胞体から細胞質に侵入するが、エンドリソソームの低pHに反応した構造変化がこの過程の重要なステップであると仮説されている。^[23] MPyVの膜からの脱出は、後期ERに位置する特定の宿主タンパク質の存在に依存すると考えられている。例えば、タンパク質ジスルフィドイソメラーゼファミリーのメンバーである宿主タンパク質ERp29は、VP1の構造を破壊することが示されている。^{[24] MPyVの感染には細胞質への侵入が必須なのか、粒子がERから直接}細胞核に侵入できるのかは不明である。核に侵入したウイルス粒子が1つでも感染には十分である可能性がある。^[21]

新しい MPyVウイルス粒子は、ウイルス工場として知られる高密度の局所凝集体として核内で組み立てられる。宿主細胞の細胞質で生成されるカプシドタンパク質は、 VP2 または VP3 と結合した五量体 VP1 からなる組み立てられたカプソマーとして核内に入る。カプシドタンパク質配列には、カリオフェリン相互作用と一致する核局在配列が特定されており、核孔を通過するのを容易にしている。核内に入ると、ウイルスゲノムのコピーを含む成熟したカプシドに組み立てられるが、カプシド化の正確なメカニズムはよくわかっていない。^{[26]成熟したウイルス粒子が生成される組み立てプロセスの中間体として、}重合したVP1 を表す糸状または管状の構造が感染細胞の核内で観察されている。^{[25] [27]}

MPyV には、腫瘍性形質転換(つまり、発癌)を誘発する能力について広範に研究されている 3 つのタンパク質が含まれています。これらのタンパク質は、ウイルスゲノムの初期領域から発現し、大、中、小の腫瘍抗原として知られています。マウスポリオーマウイルスとその近縁種であるハムスターポリオーマウイルスは、ゲノムに中腫瘍抗原を含むことが知られている唯一の 2 つのウイルスであり、3 つの初期タンパク質の中では、これまでのところ、発癌を誘発する効率が最も高いです。2015 年には、ラットポリオーマウイルスのゲノム配列にも中腫瘍抗原が含まれていることが報告されました。 ^[28]これは、ポリオーマウイルスファミリーのげっ歯類系統で独自に進化したという予想と一致しています。^[29]トランスジーンからの MT の発現または細胞培養への導入は、形質転換を誘発するのに十分な場合があります。MT を使用した研究は、特にチロシンキナーゼのSrcファミリーの研究において、宿主細胞の癌遺伝子と発癌への影響の理解に重要な役割を果たしてきました。^{[30] MTを発現する}トランスジェニックマウスは、癌の進行と転移、特に乳癌のモデルとして広く使用されています。^{[31] [32] [33]}

2015年のポリオーマウイルスグループの分類更新において、国際ウイルス分類委員会はMPyVをアルファポリオーマウイルス属のタイプ種として分類し、新しい正式名称をMus musculus polyomavirus 1とした。^[34]

ウィキメディア・コモンズにある MPyV 感染核および MPyV ウイルス工場に関連するメディア