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ヒトサイトメガロウイルス糖タンパク質Bの融合活性型によって誘導される細胞融合は、gBのエクトドメイン内のAD-5に向けられた抗体によって阻害される
Cell fusion induced by a fusion-active form of human cytomegalovirus glycoprotein B is inhibited by antibodies directed at AD-5 in the ectodomain of gB.
PMID: 32641474 DOI: 10.1128/JVI.01276-20.
抄録
ヒトサイトメガロウイルス（HCMV）は、移植片のレシピエントや感染した乳児に重篤な臨床疾患を引き起こす可能性があるユビキタスな病原体です。定義されたウイルス中和抗体は、HCMV感染に対する保護を付与するために提案されているとウイルスエンベロープ糖タンパク質B（gB）は、中和抗体の主要なターゲットとして機能します。ウイルス融合タンパク質gBは、それ自体が非創発性であり、水胞性口内炎ウイルス糖タンパク質Gまたはバキュロウイルスgp64を含む関連するクラスIIIの融合タンパク質とは対照的に、膜融合のために糖タンパク質H（gH）およびL（gL）を必要とする。gBの融合活性の要件を探るために、我々は、gBとVSV-Gまたはgp64からなるキメラのセットをそれぞれ生成した。これらのgBキメラは本質的に融合活性であり、他のウイルスタンパク質の非存在下で発現させた場合には、多核化細胞シンシアの形成をもたらした。ウイルス中和gB特異的モノクローナル抗体（mAbs）のパネルを利用して、我々は、gBの抗原性ドメイン5（AD-5）を標的とする中和mAbsのサブセットのみによって、発熱性gB/VSV-Gキメラのシンチティア形成を有意に阻害することができることを実証することができました。この観察は、中和抗gbのmAbsの作用機序の違いを示唆しており、gBの膜融合機能を阻害することが、抗体を媒介としたウイルス中和の一つのメカニズムである可能性を示唆している。さらに、我々のデータは、膜融合を促進する gB の構造の更なる理解と同様に、HCMV 感染のこの初期段階をブロックするために抗体によって標的とされ得る AD-5 の構造の同定に重要な意味を持っています。HCMVは世界的な健康問題であり、利用可能な化合物の毒性と薬剤耐性ウイルスの出現のために、抗ウイルス化学療法は依然として問題となっている。したがって、HCMVワクチンの開発は、政府および製薬会社の研究プログラムの優先事項となっています。ワクチン開発の大きな障害となっているのは、そのようなワクチンによって誘導されるべき防御免疫応答の性質と特異性に関する知識の欠如である。HCMVの糖タンパク質Bは、抗体を中和するための重要な標的であり、それゆえ、しばしば介入戦略の構成要素として含まれています。融合活性を有する gB キメラを作製することで、gB 誘導膜融合を強力に阻害する中和抗体の標的構造を同定することができました。この実験システムは、gBの融合活性を阻害する抗体をスクリーニングするためのアプローチを提供している。これらのデータは、HCMVに対する合理的なワクチン設計や抗体を用いた治療法の開発に貢献することが期待されます。
Human cytomegalovirus (HCMV) is a ubiquitous pathogen that can cause severe clinical disease in allograft recipients and infants infected Virus neutralizing antibodies defined have been proposed to confer protection against HCMV infection and the virion envelope glycoprotein B (gB) serves as a major target of neutralizing antibodies. The viral fusion protein gB is non-fusogenic on its own and requires glycoproteins H (gH) and L (gL) for membrane fusion, which is in contrast to related class III fusion proteins including Vesicular Stomatitis Virus glycoprotein G or Baculovirus gp64. To explore requirements for gB's fusion activity, we generated a set of chimeras composed of gB and VSV-G or gp64, respectively. These gB chimeras were intrinsically fusion active and led to the formation of multinucleated cell syncytia when expressed in the absence of other viral proteins. Utilizing a panel of virus neutralizing gB-specific monoclonal antibodies (mAbs), we could demonstrate that syncytium formation of the fusogenic gB/VSV-G chimera can be significantly inhibited by only a subset of neutralizing mAbs which target antigenic domain 5 (AD-5) of gB. This observation argues for differential modes of action of neutralizing anti-gB mAbs and suggests that blocking the membrane fusion function of gB could be one mechanism of antibody-mediated virus neutralization. In addition, our data have important implications for the further understanding of the conformation of gB that promotes membrane fusion as well as the identification of structures in AD-5 that could be targeted by antibodies to block this early step in HCMV infection. HCMV is a major global health concern and antiviral chemotherapy remains problematic due to toxicity of available compounds and the emergence of drug resistant viruses. Thus, an HCMV vaccine represents a priority for both governmental and pharmaceutical research programs. A major obstacle for the development of a vaccine is a lack of knowledge of the nature and specificities of protective immune responses that should be induced by such a vaccine. Glycoprotein B of HCMV is an important target for neutralizing antibodies and hence is often included as a component of intervention strategies. By generation of fusion-active gB chimeras we were able to identify target structures of neutralizing antibodies that potently block gB-induced membrane fusion. This experimental system provides an approach to screen for antibodies that interfere with gB's fusogenic activity. In summary, our data will likely contribute to both rational vaccine design and the development of antibody-based therapies against HCMV.
Copyright © 2020 American Society for Microbiology.