レンチウイルス

レンチウイルス （ lente- 、ラテン語で「遅い」）は、ヒトや他の哺乳類で長い潜伏期間を特徴とする慢性および致命的な疾患を引き起こすレトロウイルスの属です。最もよく知られているレンチウイルスは、エイズを引き起こすヒト免疫不全ウイルス（HIV）です。レンチウイルスは、類人猿、牛、ヤギ、馬、猫、羊でもホストされています。最近、レンチウイルスは、サル、キツネザル、マレーフライングキツネザル（真のキツネザルでも霊長類でもない）、ウサギ、およびフェレットで発見されました。レンチウイルスとそのホストは世界中に分布しています。レンチウイルスは、大量のウイルスcDNAを宿主細胞のDNAに統合し、非分裂細胞に効率的に感染できるため、遺伝子送達の最も効率的な方法の1つです。レンチウイルスは内因性（ERV）になり、そのゲノムを宿主生殖細胞系ゲノムに統合することができます。そのため、ウイルスは今後、宿主の子孫に遺伝します。

分類

レンチウイルスの5つの血清型が認識され、それらが関連付けられている脊椎動物の宿主（霊長類、羊とヤギ、馬、飼い猫、および牛）を反映しています。霊長類レンチウイルスは、受容体としてのCD4タンパク質の使用とdUTPaseの欠如によって区別されます。いくつかのグループは交差反応性のgag抗原を持っています（例えば、ヒツジ、ヤギ、ネコのレンチウイルス）。ライオンおよび他の大きなネコ科動物のgag抗原に対する抗体は、ネコ科レンチウイルスおよびヒツジ/ヤギのレンチウイルスに関連する、まだ同定されていない別のウイルスの存在を示しています。

形態学

ビリオンは包まれており、わずかに多形性で、球形で、直径は80〜100 nmです。エンベロープの投影により、表面が粗く見えるか、または小さなスパイク（約8 nm）が表面全体に均等に分散される場合があります。ヌクレオカプシド（コア）は等尺性です。核様体は同心円状で棒状、または円錐台のような形をしています。

ゲノム構成と複製

すべてのレトロウイルスと同様に、レンチウイルスにはgag、polおよびenv遺伝子があり、ウイルスタンパク質を5'-gag-pol-env-3 'の順序でコード化します。しかし、他のレトロウイルスとは異なり、レンチウイルスには2つの調節遺伝子 、tatおよびrevがあります。また、ウイルスに応じて追加のアクセサリー遺伝子を持っている場合があります（たとえば、HIV-1の場合：vif、vpr、vpu、nef）。その産物は、ウイルスRNAおよびその他の複製機能の合成と処理に関与しています。ロングターミナルリピート（LTR）は約600 ntの長さで、そのうちU3領域は450、Rシーケンス100およびU5領域は約70 ntの長さです。

レトロウイルスは、キャプシド内に特定のタンパク質を保持しており、通常はRNAゲノムと関連しています。これらのタンパク質は通常、ゲノム複製の初期段階に関与しており、逆転写酵素とインテグラーゼが含まれます。逆転写酵素は、ウイルスにコードされたRNA依存性DNAポリメラーゼです。この酵素は、相補的なDNAコピーを合成するためのテンプレートとしてウイルスRNAゲノムを使用します。逆転写酵素は、RNAテンプレートを破壊するためのRNaseH活性も持っています。インテグラーゼは、逆転写酵素によって生成されたウイルスcDNAと宿主DNAの両方に結合します。 Integraseは、ウイルスゲノムをホストDNAに挿入する前にLTRを処理します。 Tatは転写中にトランス活性化因子として働き、開始と伸長を促進します。 Rev応答要素は転写後に作用し、mRNAスプライシングと細胞質への輸送を調節します。

プロテオーム

レンチウイルスプロテオームは、5つの主要な構造タンパク質と3〜4の非構造タンパク質（霊長類のレンチウイルスに3つ）で構成されています。

サイズごとにリストされた構造タンパク質：

ウイルス遺伝子envによってコードされるGp120表面エンベロープタンパク質SU。 120000 Da（ダルトン）。
ウイルス遺伝子envによってもコードされるGp41膜貫通エンベロープタンパク質TM。 41000 Da。
ウイルス遺伝子gagによってコードされるP24キャプシドタンパク質CA。 24000 Da
P17マトリックスタンパク質MA、これもgagによってエンコードされます。 17000 Da
P9カプシドタンパク質NC、 gagによってもエンコードされます。 7000-11000 Da

エンベロープタンパク質SUおよびTMは、すべてではないにしても、少なくともいくつかのレンチウイルス（HIV、SIV）でグリコシル化されています。グリコシル化は、宿主が免疫系応答を開始するのに必要な抗原部位の隠蔽と変化に構造的な役割を果たすようです。

酵素：

pol遺伝子によってエンコードされた逆転写酵素RT。タンパク質サイズ66000 Da。
インテグラーゼINもpol遺伝子によってコードされています。タンパク質サイズ32000 Da。
pro遺伝子によってエンコードされたプロテアーゼPR。
pro遺伝子（一部のウイルスのpol遺伝子の一部）によってエンコードされたdUTPase DU。その役割はまだ不明です。タンパク質サイズ14000 Da

遺伝子調節タンパク質：

タット
改訂

アクセサリータンパク質：

ネフ
Vpr
Vif
Vpu / Vpx
p6

抗原性

血清学的関係：抗原決定基はタイプ固有およびグループ固有です。型特異的な反応性を有する抗原決定基は、エンベロープにあります。型特異的反応性を有し、抗体媒介中和に関与する抗原決定基は、糖タンパク質に見られます。交差反応性は同じ血清型のいくつかの種の間で発見されましたが、異なる属のメンバー間では発見されませんでした。この分類群のメンバーの分類は、それらの抗原特性に基づいていることはまれです。

疫学

症状と宿主範囲：ウイルスの宿主は、霊長類（人間、類人猿、猿）、肉食動物（猫、犬、その他の肉食動物）、奇蹄目、偶蹄目（単蹄および双蹄の哺乳類）に見られます。
送信：ベクトルを含まない手段で送信されます。
地理的分布：世界中。

物理化学的および物理的特性

全般
- ショ糖中の浮力密度1.16〜1.18 g cm-3
- 熱、洗剤、ホルムアルデヒドに敏感なビリオン
- 紫外線照射の影響を受けない感染力

クラスCの形態を持つと分類される

核酸
- ビリオンには2％の核酸が含まれています
- ゲノムは二量体で構成されています
- ビリオンには、1分子の（各）線形ポジティブセンス一本鎖RNAが含まれています。
- 総ゲノム長は、8k〜10k nt（ウイルスに応じて）の1つの単量体範囲です。
- ゲノム配列には末端反復配列があります。長い末端反復（LTR）（約600 nt）
- ゲノムの5 '末端にはキャップがあります
- タイプ1のキャップシーケンスm7G5ppp5'GmpNp
- 各モノマーの3 '末端にはポリ（A）トラクトがあります。
- 粒子ごとに2つのコピーがパックされています（Watson-Crick baseparingによってまとめられ、ダイマーを形成しています）。
11個のタンパク質があります
- ビリオンには60％のタンパク質が含まれています
- これまでに5つの（主要な）構造ビリオンタンパク質が発見されています
脂質：ビリオンには35％の脂質が含まれています。
炭水化物：粒子で検出された他の化合物3％炭水化物。

遺伝子送達ベクターとして使用

レンチウイルスは、主に遺伝子産物をin vitroシステムまたは動物モデルに導入するために使用される研究ツールです。ハイスループット形式のRNA干渉技術を使用して、特定の遺伝子の発現をブロックするためにレンチウイルスを使用する大規模な共同作業が進行中です。ショートヘアピンRNA（shRNA）の発現は特定の遺伝子の発現を低下させるため、研究者はモデルシステムで特定の遺伝子の必要性と効果を調べることができます。これらの研究は、疾患を治療するために遺伝子産物をブロックすることを目的とする新規薬剤の開発の前兆となり得る。逆に、レンチウイルスは特定の遺伝子を安定して過剰発現させるためにも使用されるため、研究者はモデルシステムにおける遺伝子発現の増加の影響を調べることができます。

別の一般的な用途は、レンチウイルスを使用して、ヒトまたは動物の細胞に新しい遺伝子を導入することです。たとえば、マウス血友病のモデルは、ヒト血友病で変異している遺伝子である野生型血小板因子VIIIを発現させることにより修正されます。レンチウイルス感染には、分裂細胞および非分裂細胞の高効率感染、導入遺伝子の長期安定発現、低免疫原性など、他の遺伝子治療法に勝る利点があります。レンチウイルスは、ヒトでの使用が検討されている治療法であるPDGF（血小板由来成長因子）をコードする遺伝子による糖尿病マウスの形質導入にも使用されています。これらの治療法は、現在のほとんどの遺伝子治療実験と同様に、将来性を示していますが、制御された人間の研究で安全かつ効果的であるとまだ確立されていません。ガンマレトロウイルスおよびレンチウイルスベクターは、これまでに300を超える臨床試験で使用されており、さまざまな疾患の治療選択肢に取り組んでいます。