フランシス・クリック研究所（英国）の研究者らは、これまで哺乳類の進化とともに消滅したと考えられていた、SARS-CoV-2やジカウイルスなどのRNAウイルスから哺乳類の幹細胞を守るための重要なメカニズムを発見した。このメカニズムを利用して、新しい抗ウイルス治療法を開発できる可能性があるという。
ウイルスは、宿主に感染すると、細胞内に侵入して複製を行う。哺乳類のほとんどの細胞では、インターフェロンと呼ばれるタンパク質が第一の防御策となる。しかし、幹細胞には、インターフェロンの反応を引き起こす能力がないため、幹細胞がどのようにして自分自身を守るかについては不明な点があった。サイエンス誌の2021年7月9日号に掲載された今回の研究では、マウスの幹細胞の遺伝物質を分析し、その中に、ウイルスのRNAを切断してRNAウイルスの複製を阻止する抗ウイルスダイサー（antiviral Dicer：aviDicer）と呼ばれるタンパク質を構築するための命令が含まれていることを発見した。このような防御方法はRNA干渉と呼ばれ、植物や無脊椎動物の細胞もこの方法を用いている。 この論文は、「ダイサーのアイソフォームが哺乳類の幹細胞を複数のRNAウイルスから守る（An Isoform of Dicer Protects Mammalian Stem Cells Against Multiple RNA Viruses）」と題されている。
フランシス・クリック研究所の免疫生物学研究室のグループリーダーであるCaetano Reis e Sousa博士は、次のように述べている。「幹細胞がどのようにしてRNAウイルスから身を守っているのかを知ることは、非常に興味深いことだ。この防御方法は、植物や無脊椎動物も使用していることから、哺乳類の歴史をはるかにさかのぼり、進化の木が途切れた頃までさかのぼることができるのかもしれない。しかし、哺乳類のすべての細胞には、このプロセスを引き起こす生得的な能力が備わっているにもかかわらず、なぜか幹細胞だけがこのプロセスを利用しているようだ。」
「このプロセスを解明し、免疫系の秘密を明らかにすることで、感染症と闘う人間の自然な能力を活用するための薬剤開発に新たな可能性が生まれることを期待している」と述べている。
SARS-CoV-2を人工的なヒト細胞に感染させる実験では、aviDicer が細胞内に存在する場合、このタンパク質を除去した場合に比べて、ウイルスの感染数が3倍減少した。
また、マウス胚性幹細胞からミニ脳オルガノイドを作製し、ジカウイルスを感染させたところ、aviDicer を使用したオルガノイドは、このタンパク質を使用していないオルガノイドに比べて成長が早く、ウイルス物質の生成が少ないことがわかった。同様に、オルガノイドにSARS-CoV-2を感染させたところ、aviDicer を使用したオルガノイドでは感染した幹細胞が減少した。
フランシス・クリック研究所の免疫生物学研究室のポスドクである著者のEnzo Poirier博士は、「なぜ幹細胞がこのような異なる防御機構を使うのかは、いまだに謎だ。インターフェロンのプロセスが幹細胞にあまりにも大きなダメージを与えるため、人間を含む哺乳類は、この貴重な細胞をこのダメージから守るように進化してきたのかもしれない。幹細胞がどのようにしてウイルスから守られているのかについては、まだ不明な点が多いので、今後の調査に期待したいと思う」と述べた。
研究者らはこの研究を続け、マウスモデルを作成して、哺乳類の幹細胞における aviDicer の効果と重要性をさらに研究する予定である。
BioQuick News：Mammalian Stem Cells Can Use Same Method (Cutting Up Viral RNA) As Plants and Insects to Protect Against RNA Viruses
