新型コロナウイルスが感染時のターゲットにする人体細胞を特定したという研究結果

世界中でパンデミックを引き起こしている新型コロナウイルスについて、マサチューセッツ工科大学やハーバード大学を含む世界中の研究機関の合同研究チームが「人間に感染する時の標的になる細胞」を特定したとの研究結果を発表しました。新型コロナウイルスの標的となる細胞を特定することで、抗ウイルス薬の開発など新型コロナウイルス感染症(COVID-19)と戦うための研究に役立つとみられています。

SARS-CoV-2 receptor ACE2 is an interferon-stimulated gene in human airway epithelial cells and is detected in specific cell subsets across tissues
https://www.cell.com/pb-assets/products/coronavirus/CELL_CELL-D-20-00767.pdf

Researchers identify cells likely targeted by Covid-19 virus | MIT News
https://news.mit.edu/2020/researchers-cells-targeted-covid-19-0422

Scientists May Have Found The Human Cell Types Most Vulnerable to The New Coronavirus
https://www.sciencealert.com/the-cell-types-most-vulnerable-to-infection-by-coronavirus-may-have-been-identified

新型コロナウイルスの流行が発生してすぐに、研究者らはウイルスの表面に突き出た「スパイクタンパク質」がアンジオテンシン変換酵素2(ACE2)と呼ばれるヒト細胞の受容体に結合することを発見しました。また、タンパク質分解酵素であるII型膜貫通型セリンプロテアーゼが新型コロナウイルスのスパイクタンパク質を活性化し、ACE2との結合を促進することがわかっています。

研究チームの一員であるボストン小児病院のJose Ordovas-Montanes氏は、「これらのタンパク質の役割が生化学的に確認されたことを知り、私たちはすぐにこれらのタンパク質を発現する遺伝子が既存のデータセットのどこにあるのかを探し始めました」とコメント。以前から世界中の研究者らが「ヒト細胞アトラスプロジェクト」をはじめとする、人体の遺伝子をカタログ化する試みに従事してきたため、研究者らは豊富なデータセットからウイルスが標的にする可能性が高い細胞を探すことができたそうです。

Ordovas-Montanes氏は「私たちは、このウイルスが実際に標的とする可能性が高い細胞がどれなのかを調査し始める上で絶好のポジションにいました」と述べ、マサチューセッツ工科大学の化学物理学者であるAlex Shalek氏も、「私たちは信じられないほどの情報レポジトリを持っているため、感染の標的となる可能性のある細胞を調べることができました」「これらのデータセットは新型コロナウイルスを研究するために特別に設計されたわけではありませんが、関連する可能性があるものを特定するための助けになることを願っています」と述べています。

数十人もの科学者らによる分析の結果、研究チームは鼻腔内で粘液を分泌する杯細胞、肺の中で外気と血液のガス交換を担う肺胞を維持する上で重要な役割を果たすII型肺胞上皮細胞、腸内で栄養素の吸収に関わる腸上皮細胞が、ACE2およびII型膜貫通型セリンプロテアーゼの両方を発現する遺伝子を持っていることが特定されました。

記事作成時点では、ACE2とII型膜貫通型セリンプロテアーゼが同じ細胞上にあるべきなのかどうか、あるいは体内を浮遊したII型膜貫通型セリンプロテアーゼも新型コロナウイルスの感染を促進するのかどうかは不明です。それでも、感染のターゲットになる可能性が高い細胞の発見は、COVID-19のパンデミックと戦う抗ウイルス薬の開発を含む将来の研究にとって大きな助けになるとのこと。Ordovas-Montanes氏は「今回の発見は新型コロナウイルスの感染に関する全てではないかもしれませんが、以前よりもはるかに正確な絵を描くことができます」と述べ、研究結果が新型コロナウイルスの研究において大きな一歩になると考えています。

今回の研究過程で研究チームは、体内にウイルスなどの異物が侵入した際に細胞が分泌するインターフェロンというタンパク質が、ACE2を産生する遺伝子を活性化することも発見しました。「ウイルスと戦うための仕組みであるインターフェロンが、新型コロナウイルスの感染を助けている」という発見は、新型コロナウイルスが宿主細胞の防御システムを利用するように進化したことを示唆しています。「これは唯一の例ではありません。細胞に侵入する方法として、実際にインターフェロンが刺激する遺伝子を標的とするコロナウイルスや他のウイルスの例があります」とOrdovas-Montanes氏は指摘。

Shalek氏は、「COVID-19のパンデミックに対して非常に多くの人々が迅速な臨床試験を行っているため、私たちはそこに情報を公開します。私たちは、彼らに関連があるかもしれない情報について認識させようとしています」「自分にできる方法でCOVID-19との戦いに貢献しようとする非常に多くの分野の研究者から、信じられないほど多くの情報が集まっています。世界中の研究室が共同してこの課題に取り組んでいるのは驚くべきことです」と述べました。