カテゴリー: Technology

Department of Gastroenterology of the Second Affiliated Hospital, School of Medicine and Life Sciences Institute, Zhejiang University, Hangzhou, Chinaらのグループは、中和抗体35B5は、RBDの「ダウン」状態から「アップ」状態への遷移を制御することで宿主侵入受容体ACE2の認識を可能とする保存されたN-型糖鎖スイッチ構造内に有意なコンフォメーション変化を引き起こすことにより、SARS-CoV-2 オミクロンおよびその他の変異体を強力に中和することが出来る、と報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8960183/

抗体によるSARS-CoV-2の中和は、ACE2競合、ACE2分子模倣、Fc受容体を介した中和などのメカニズムによって行われます。 N-型糖鎖修飾は、タンパク質の折り畳みと安定性の制御、ウイルスの結合方向性など、ウイルスの病理学において重要な役割を果たします。糖鎖修飾は特定のエピトープをシールドして、ウイルスの免疫回避を促進します。糖鎖のシールド機能はそれとして、SARS-CoV-2のN末端ドメイン（NTD）内のN165およびN234に存在する糖鎖は分子スイッチとして機能し、受容体がACE2に結合するために必要な「ダウン」状態から「アップ」状態へのRBDのコンフォメーション遷移を制御します。 N165とN234はSARS-CoV-1とMERS-CoVで保存されており、Spikeタンパク質のRBDコンフォメーション転移の一般的なメカニズムとして機能しています。

オミクロンのSpikeタンパク質には、顕著な抗原性のシフトと構造変化があり、ほとんどの中和抗体からオミクロン変異体は免疫回避をしてしまいます。過去の研究において、中和抗体35B5がWTおよびSARS-CoV-2のベータおよびデルタ変異体に対して中和活性を有することが示されていました。 35B5はSpike三量体を分離してしまうことで、SARS-CoV-2を中和します。本研究においては、中和抗体35B5が他の多くの中和抗体よりもはるかに高い中和効果でオミクロン変異体を中和できることが示されました。
Spikeタンパク質が解離する実際の理由は、35B5が保存されたRBDの糖鎖スイッチを変位させ、RBDのアップ状態を不安定化させ、最終的にSpike三量体からのS1のはがれを引き起こすためです。35B5の糖鎖変位作用は、SARS-CoV-2に対する中和抗体の前例のない中和作用を表しており、これは、通常のACE2競合およびACE2分子模倣、およびFc受容体を介した中和メカニズムらとは根本的に異なっています。

　この図は、in vitro での35B5とSARS-CoV-2 オミクロンのインキュベーションで、オミクロンのSpike三量体が完全に分離されてしまうことを示しています。

Department of Nephrology, The First Medical Centre, Chinese PLA General Hospital, Chinese PLA Institute of Nephrology, State Key Laboratory of Kidney Diseases, National Clinical Research Center of Kidney Diseases, Beijing Key Laboratory of Kidney Disease, Beijing, Chinaらのグループは、唾液の糖鎖プロファイルが、糖尿病性腎症と非糖尿病性腎症を見分ける為の良いマーカーに成り得ると報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9009518/

唾液の糖鎖プロファイルが糖尿病性腎症と非糖尿病性腎症を判別する為の良い非侵襲の診断ツールと成り得る。

AAL、LEL、LCA、VVA、NPA らのレクチンの信号レベルが糖尿病性腎症の重症度を反映し、

LELとLCAレクチンの信号レベルが、糖尿病性腎症の予後予測に役立つ。

Department of Chemical Biology & Drug Discovery, Utrecht Institute for Pharmaceutical Sciences, Utrecht University, Utrecht, the Netherlandsらのグループは、A型インフルエンザウイルスのヘマグルチニンの糖鎖結合特性を幾つかの変異を導入することでNeuAcからNeuGcに変更できるとしています。
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35044215/

A型インフルエンザウイルス（IAV）は、細胞表面の末端シアル酸を持つ糖鎖に結合することによって感染を開始します。 IAVの宿主は、シアル酸の2つの主要な形態、N-アセチルノイラミン酸（NeuAc）とN-グリコリルノイラミン酸（NeuGc）を様々に発現しています。NeuGcは、NeuAcのヒドロキシル化を促進してNeuGcに変換する酵素「CMP-N-アセチルノイラミン酸ヒドロキシラーゼ（CMAH）」の活性型を発現する種にのみ発現します。 CMAHをコードする遺伝子は、主に哺乳類の種で発現していますが、進化中にCMAHが部分的または完全に失われた結果として、ヒト、フェレット、ヨーロッパの犬、鳥類では、NeuGcは発現していません。

ヘマグルチニンのNeuGc結合特異性を、次のような手法で実現することが出来ています。
(1) A135EとI130Vの変異を導入、或いはT189AとK193Rの変異を導入（A/Chicken/Jalisco/12283/2012 H7N3株のヘマグルチニン）、

(2) S128T、I130V、A135E、T189A、K193Rの5種の変異を導入（A/Turkey/Italy/214845/02 H7N3株のヘマグルチニン）、そして

(3) A135E、D189A、K193Rの3種の変異を導入、或いはS128T、I130V、A135E、D189A、K193Rの5種の変異を導入（A/Duck/Australia/341/1983 H15N8株のヘマグルチニン）。

Department of Otolaryngology-Head and Neck Surgery, Nanfang Hospital, Southern Medical University, Guangzhou, Chinaらのグループは、TGF-β1経路を標的とすることで、上咽頭癌におけるPD-1/PD-L1免疫チェックポイントの阻害を増強するというアプローチを提案しています。
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35311117/

PD-L1（programmed death ligand-1）は、腫瘍細胞に発現する膜貫通型糖タンパク質であり、PD-L1はT-細胞の活性を阻害し、T-細胞上の受容体PD-1に結合することで免疫回避を促進することはよく知られています。

TGF-βは多機能なサイトカインであり、癌を含む生理学的および病理学的プロセスの両方で重要な役割を果たします。 TGF-βの異常産生は、腫瘍の進行、血管新生、転移、および免疫回避に強く関与しています。TGF-βは、CD8⁺ T-細胞、NK細胞、マクロファージなどのエフェクター細胞の抗腫瘍活性を抑制する重要な免疫抑制性サイトカインと見なされています。

この研究では、PD-L1が上咽頭癌で強く糖鎖修飾を受けており、TGF-β1がPD-L1のN-型糖鎖修飾に重要な役割を果たしていることが分かりました。TGF-β Type I型受容体阻害剤（SB431542）によるTGF-β1の阻害は、PD-L1自体の発現低下だけでなく、PD-L1のN-型糖鎖修飾の減少も招きました。 PD-L1の糖鎖修飾の減少は、レクチンConAのPD-L1結合能の喪失によって確認されました。

著者らは、PD-L1のN-型糖鎖修飾がc-Jun/STT3Aシグナル伝達経路を介してTGF-β1の影響を受けていることを発見し、TGF-β1経路を標的とすることで、PD-L1の脱糖鎖修飾を抑制しながら、上咽頭癌の免疫チェックポイント阻害を強化することが有望なアプローチになり得るということを示唆しています。

上咽頭癌細胞（5-8F細胞）と Jurkat T-細胞の共培養、STT3A-knockdown細胞（shSTT3A細胞）、T-細胞のSB431542 と tunicamycin (TM) 前処理を絡ませて

Department of Botany and Microbiology, Faculty of Science, Alexandria University, Alexandria 21511, Egyptらのグループは、生物肥料（Biofertilizer）を接種した茄の塩害耐性の改善について報告しています。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8912713/

化学肥料は、従来の農業システムにおいて、高い生産性を達成するために広く使用されてきました。しかしながら、化学肥料が閾値レベルを超えると、それらは土壌の酸性化を加速し、地下水を汚染し、環境全体に害を及ぼしてしまいます。生物肥料は、リン酸塩の可溶化、窒素固定、アンモニア、酵素、シデロホアの生成、および様々な植物ホルモンの分泌を促し、効果的で環境に優しい代替手段として注目されています。更に、生物肥料の接種は、多種多様な植物病原性物質に対して生物的防除活性も示します。

本研究では、茄（Solanum melongena L.）の塩害ストレスに対する選択された生物肥料（植物成長促進根圏バクテリアおよび根圏真菌の接種）の接種効果が評価されています。

比較実験条件は次の様でした。
(C): コントロールとして蒸留水で灌漑されたもの、
(I): 生物肥料を接種し、蒸留水で灌漑されたもの、
(S): 200 mM NaClで灌漑されたもの（塩害ストレス条件）、そして
(S + I): 200 mM NaClで灌漑され、生物肥料を接種したもの。
二種類の根圏バクテリア（バチルス・サブティリス と シュードモナス）そして、三種類の根圏真菌（トリコデルマ, アスペルギラス, と ペニシリウム）が生物肥料 (biofertilizer)として使用されています。

塩害ストレスは、コントロールと比較して、根の含水量、葉の面積、根の新鮮重量および乾燥重量を有意に減少させましたが（それぞれ59.14、95.87、96.30、および95.66％）、塩害ストレスを受けた茄の土壌への生物肥料の接種は、以下に示すように、葉面積（LA）、総新鮮重量（TFW）、総乾燥重量（TDW）、および総含水量（TWC）に対して有意な増加をもたらしました。

光システム II D2、グルタチオン・レダクターゼ、およびグルタチオンSトランスフェラーゼの遺伝子発現は、塩害ストレスを受けた茄と比較して、生物肥料を接種された塩害ストレス茄で昂進しており、プロテアーゼIおよびプロテアーゼII（病原体の成長を抑制する細胞壁分解酵素）の遺伝子発現も、塩害ストレスを受けた茄に比べて、生物肥料を接種された塩害ストレス茄において昂進していました。逆に、リパーゼの遺伝子発現は、塩害ストレスを受けた茄に比べて、生物肥料を接種された塩害ストレス茄において減少していました。。
これらの変化は、病原菌防御機構に関連する遺伝子が生物肥料が接種された茄で昂進されている事を示唆しています。