ヒト肺胞上皮細胞におけるライノウイルス感染のさまざまな段階で誘導される遺伝子発現パターン

ヒトライノウイルス（HRV）は、急性呼吸器感染症（ARI）を引き起こす一般的なウイルスであり、頻繁に下気道感染症（LRTI）と関連しています。HRV感染が気道上皮細胞に特定の遺伝子発現パターンを誘導するかどうかを調査することを目指しました。肺胞上皮細胞単層にHRV種B（HRV-B）に感染しました。RNAは、感染後6、12、24、48時間後に上清および感染した単層細胞の両方から抽出され（HPI）、Affymetrix Genechipを使用して転写プロファイルを分析し、その後、定量的リアルタイムPCR法を使用して結果を検証しました。HRV-Bは、ウイルスのLRTIの含意をサポートする肺胞上皮細胞に感染します。合計で991個の遺伝子が感染の過程で示差的に発現されたことがわかりました。これらのうち、459個の遺伝子がアップレギュレートされましたが、532個の遺伝子はダウンレギュレートされました。6 HPIでの微分遺伝子発現（187の遺伝子が上方制御され、156のダウンレギュレート）は、ウイルス感染の特徴を示すケモカインおよび炎症性分子に関連する遺伝子オントロジーによって有意に表されました。75の上方制御された遺伝子は、12 HPIでダウンレギュレートされた遺伝子（35）を上回り、それらの濃縮オントロジーは、アポトーシス、抗アポトーシス、創傷治癒の調節などの個別の機能エンティティに分類されました。24 HPIおよび48 HPIの後の時点で、優勢なダウンレギュレートされた遺伝子は、細胞外マトリックスタンパク質と気道リモデリングイベントのために濃縮されました。私たちのデータは、HRV感染に対する宿主反応の包括的なイメージを提供します。この研究は、HRV-Bの病原性と効果的な治療のさらなる検証と開発のための潜在的な標的に関与する可能性のある基礎となる分子調節ネットワーク遺伝子を示唆しています。

Human rhinovirus (HRV) is the common virus that causes acute respiratory infection (ARI) and is frequently associated with lower respiratory tract infections (LRTIs). We aimed to investigate whether HRV infection induces a specific gene expression pattern in airway epithelial cells. Alveolar epithelial cell monolayers were infected with HRV species B (HRV-B). RNA was extracted from both supernatants and infected monolayer cells at 6, 12, 24 and 48 hours post infection (hpi) and transcriptional profile was analyzed using Affymetrix GeneChip and the results were subsequently validated using quantitative Real-time PCR method. HRV-B infects alveolar epithelial cells which supports implication of the virus with LRTIs. In total 991 genes were found differentially expressed during the course of infection. Of these, 459 genes were up-regulated whereas 532 genes were down-regulated. Differential gene expression at 6 hpi (187 genes up-regulated vs. 156 down-regulated) were significantly represented by gene ontologies related to the chemokines and inflammatory molecules indicating characteristic of viral infection. The 75 up-regulated genes surpassed the down-regulated genes (35) at 12 hpi and their enriched ontologies fell into discrete functional entities such as regulation of apoptosis, anti-apoptosis, and wound healing. At later time points of 24 and 48 hpi, predominated down-regulated genes were enriched for extracellular matrix proteins and airway remodeling events. Our data provides a comprehensive image of host response to HRV infection. The study suggests the underlying molecular regulatory networks genes which might be involved in pathogenicity of the HRV-B and potential targets for further validations and development of effective treatment.