微量栄養素のセレンが欠乏しているマウスを介して感染したインフルエンザウイルスは変異し、マウスから以前よりも毒性が強く出現することが新しい研究で明らかになった。
この研究はげっ歯類に限定されていたが、セレンが欠乏している人間、そしておそらく他の栄養素も欠乏している人間にも同様のことが起こる可能性があるとノースカロライナ大学チャペルヒル校の科学者らは述べている。
これは、人間とマウスが生物学的に非常に類似しており、マウスがヒトインフルエンザウイルスに感染していたためである。
この発見に関する報告は、アメリカ実験生物学会連合が発行する科学誌 FASEB Journal の 6 月 8 日号に掲載されている。
著者には、ノースカロライナ大学医学部および公衆衛生学部の小児科および栄養学准教授のメリンダ A. ベック博士と、ノースカロライナ大学栄養学博士課程のヘザー K. ネルソン氏が含まれている。セレンを専門とする農業研究局ベルツビル人間栄養研究センターの研究化学者、オービル・A・レヴァンダー博士もこの研究に貢献した。
4月、科学者らはセレンの摂取不足がインフルエンザウイルスによるダメージを増大させることを発見したと報告した。
「栄養不足がこれまで認識されていなかった形で伝染病を助長する可能性があることを示唆しており、最新の研究結果は重要であり、また潜在的に不安を抱かせるものだと考えています」とベック氏は述べた。
「インフルエンザウイルスは米国だけで毎年10万人以上を入院させているため、今回私たちはインフルエンザウイルスに注目しました。しかし、私たちの発見は風邪ウイルス、エイズウイルス、エボラウイルスなど、あらゆるRNAウイルスに当てはまる可能性があります。」
彼女とネルソンは米国農務省とスイスのネスレ研究センターの同僚と共同研究を行った。マウスのグループにセレン欠乏食または通常の食事を与えた。その後、両グループにインフルエンザAバンコクと呼ばれるヒトインフルエンザウイルスの軽症株を曝露させた。セレンの摂取量が少なすぎるげっ歯類は、インフルエンザにかかったものの通常の食事を摂っていた動物に比べて、肺の炎症が著しく悪化し、炎症の持続期間もかなり長かった。マウスの病気の違いは、軽度の肺炎と、命にかかわることもある重度の肺炎の違いだったと研究者らは述べている。
その後、研究者らはインフルエンザウイルスの変異を分析し、通常の食事を与えたマウスとセレン欠乏食を与えたマウスから採取したウイルスを比較した。
「栄養失調になると感染症にかかりやすくなることは昔から知られており、セレン欠乏症のマウスが重症になるのはそれほど驚くべきことではありません」とベック氏は述べた。
「私たちにとってむしろ驚くべきことは、変異のほとんどが比較的安定していると考えられているウイルス内部のタンパク質である M1 マトリックスタンパク質の遺伝子で見つかり、その遺伝子に 29 個のヌクレオチドの変化が見られたことです。
研究対象となったセレン欠乏マウスの 3 つの異なるウイルス分離株では 29 個すべてが同一で、セレン欠乏マウスの 1 つのウイルス分離株ではさらに 5 個の変異が見られました。」
対照的に、研究者らは、変異率が高いことで知られるヘマグルチニンまたはノイラミニダーゼタンパク質の遺伝子に、わずか 1 ～ 3 個の変異しか発見しなかったと彼女は述べた。「変異が起こると、通常の栄養状態にあるマウスでさえ、新たに毒性の強い株に対してより感受性が高くなります」と彼女は述べた。
「この研究は、コクサッキーウイルスに関する以前の研究と合わせて、特定の栄養不足が RNA ウイルスのゲノムに重大な影響を及ぼす可能性があることを示しています。栄養状態が悪いと、新しいウイルス株の出現に寄与し、流行を促進する可能性があります。」
セレンが抗酸化物質として関与していることは科学者に知られているため、ノースカロライナ大学の研究者と同僚は、これらの変化は酸化ストレスのメカニズムを反映していると考えている、と彼女は述べた。
「宿主に対するあらゆる種類の酸化ストレスが同様の効果を生み出す可能性があるが、他の抗酸化物質を調べるまでは確実には分からない。」
セレンは、体が酸化ストレスと戦うために使用する抗酸化酵素であるグルタチオンペルオキシダーゼ（GPX）の成分であると彼女は述べた。セレンがなければ、彼女と同僚がマウスで測定できるGPXの活動は低下するか停止する。
その結果、免疫反応が大幅に過剰になり、欠陥が生じる。セレンの供給源には小麦や米などの穀物や肉などがあり、したがってこの国のほとんどの人々はセレンを摂取するために食事にサプリメントを摂ることを心配する必要はない、とベックは述べた。
5年前、彼女とレヴァンダーは、通常はマウスに無害なヒトウイルスが、セレン欠乏およびビタミンE欠乏のマウスに感染すると変異し、より危険になることを初めて実証した。変異後、ウイルスはセレン欠乏のないマウスの心臓に感染し、損傷を与える可能性がある。
彼らが研究したコクサッキーB3ウイルスは、ケシャン病と呼ばれる心臓病で中心的な役割を果たしていると考えられている。この病気はかつて中国でセレンの少ない地域に住む出産年齢の子供や女性の間で発見されたが、このミネラルのサプリメント摂取によってほぼ根絶された。
「栄養操作の結果として、インフルエンザウイルスのゲノムのこの1つのセグメントに29の変異が見られるという事実は、私にとっては驚くべきことだ」とレヴァンダー氏は述べた。「この研究はまた、インフルエンザ菌の毒性がマトリックスタンパク質によって何らかの形で影響を受けることを示唆しているが、これはこれまで広範囲に研究されてこなかった。これは非常に重要な可能性がある」。
source
https://www.sciencedaily.com/releases/2001/06/010608081506.htm