国立研究開発法人 国立成育医療研究センター National Center for Child Health and Development

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新型コロナウイルスの増殖性を立体臓器「ミニ腸」で検証 〜デルタ株とオミクロン株の全く異なる特性を発見〜

横浜市立大学大学院医学研究科 微生物学の梁 明秀教授、宮川 敬准教授、国立成育医療研究センター 生殖医療研究部の阿久津英憲部長らの研究グループは、ヒトiPS細胞由来の腸管立体臓器「ミニ腸」を用いて、腸管組織における新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)変異株の感染性、増殖性および伝播効率について検証しました。その結果、デルタ株では腸管上皮細胞における顕著なウイルス増殖と、それに伴う細胞傷害性および炎症性サイトカインの分泌が認められました。一方、オミクロン株 BA.1およびBA.2は腸管組織での感染・増殖効率は極めて低く、細胞傷害・炎症関連因子の上昇はほとんど見られませんでした。
このようなウイルス変異株ごとの組織・臓器レベルの感染性や増殖性の変化は、ヒト体内の感染現象を反映していると考えられ、現在流行しているオミクロン株の病態理解に役立つことが期待されます。
本研究成果は、2022年4月28日に米国消化器病学会誌「Gastroenterology」にオンライン掲載されました。

SARS-CoV-2のミニ腸への感染


図1:SARS-CoV-2のミニ腸への感染

研究成果のポイント

  • iPS細胞から創生した機能性の立体臓器「ミニ腸」を用いて、ヒトの生体に近い状態でSARS-CoV-2変異株を感染させ、増殖効率と細胞傷害性を検証。
  • ミニ腸において、デルタ株は従来株と比較して4〜6倍、高効率にウイルスが増殖し、隣接する複数の腸管上皮細胞間で感染クラスターを形成した。また、感染に伴う細胞傷害性や炎症性サイトカインの分泌も顕著に見られた。
  • 一方、オミクロン株BA.1およびBA.2は腸管組織での感染・増殖効率は極めて低く、細胞傷害・炎症関連因子の上昇はほとんど見られなかった。

論文情報

タイトル: Reduced replication efficacy of SARS-CoV-2 Omicron variant in “mini-gut” organoids.
著者: Kei Miyakawa, Masakazu Machida, Tomoyuki Kawasaki, Mayuko Nishi, Hidenori Akutsu*, Akihide Ryo*
掲載雑誌:Gastroenterology
DOI:10.1053/j.gastro.2022.04.043

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