APOBEC3によるマウス乳腺腫瘍ウイルスの感染阻害：シチジン脱アミノ化と逆転写の阻害の役割

APOBEC3 inhibition of mouse mammary tumor virus infection: the role of cytidine deamination versus inhibition of reverse transcription.

抄録

アポリポ蛋白質B編集複合体3（APOBEC3）ファミリーは、ヒトのHIVやマウスの乳腺腫瘍ウイルス（MMTV）など、多くのレトロウイルス病原体に対して活性を持つ内在性抗ウイルス因子群である。APOBEC3は、逆転写の際にウイルスDNAをシチジン脱アミノ化することにより、あるいは脱アミノ化酵素によらない方法で、ウイルスの標的を制限している。ここでは、APOBEC3の異なる対立遺伝子（APOBEC3(BALB)とAPOBEC3(BL/6)）を持つ近交系野生型マウスおよびノックアウトマウスのMMTV感染乳腺組織のビリオンを用いて、APOBEC3の抗MMTV活性にシチジン付加が重要であるかどうかを明らかにするために、以下の検討を行った。まず、抗ミュリンAPOBEC3抗血清を用いて、APOBEC3対立遺伝子変異体がいずれもin vivoで産生される乳媒性ビリオンのコアにパッケージされていることを明らかにした。次に、in vitro脱アミノ酸測定法を用いて、ビリオンにパッケージされたAPOBEC3が脱アミノ酸活性を保持していること、APOBEC3の対立遺伝子差が配列特異性に影響を及ぼしていることを突き止めた。このin vitro活性にもかかわらず、MMTV初期逆転写DNAのビリオンパッケージングされたAPOBEC3によるシチジン付加は低レベルでしか起こらなかった。その代わりに、in vivoでビリオンパッケージしたAPOBEC3がウイルスを制限する主な方法は、無細胞ビリオンとin vitro感染アッセイの両方で初期逆転写を阻害することであった。さらに、野生型対立遺伝子は、この段階を阻害する能力において様々なバリエーションがあった。この結果は、APOBEC3を介したMMTVのシチジン脱アミノ化は起こるかもしれないが、APOBEC3が生体内でMMTV感染を抑制する主要な手段ではないことを示唆している。これは、MMTVとAPOBEC3がマウスで長期間共存していることを反映しているのかもしれない。

The apolipoprotein B editing complex 3 (APOBEC3) family of proteins is a group of intrinsic antiviral factors active against a number of retroviral pathogens, including HIV in humans and mouse mammary tumor virus (MMTV) in mice. APOBEC3 restricts its viral targets through cytidine deamination of viral DNA during reverse transcription or via deaminase-independent means. Here, we used virions from the mammary tissue of MMTV-infected inbred wild-type mice with different allelic APOBEC3 variants (APOBEC3(BALB) and APOBEC3(BL/6)) and knockout mice to determine whether cytidine deamination was important for APOBEC3's anti-MMTV activity. First, using anti-murine APOBEC3 antiserum, we showed that both APOBEC3 allelic variants are packaged into the cores of milk-borne virions produced in vivo. Next, using an in vitro deamination assay, we determined that virion-packaged APOBEC3 retains its deamination activity and that allelic differences in APOBEC3 affect the sequence specificity. In spite of this in vitro activity, cytidine deamination by virion-packaged APOBEC3 of MMTV early reverse transcription DNA occurred only at low levels. Instead, the major means by which in vivo virion-packaged APOBEC3 restricted virus was through inhibition of early reverse transcription in both cell-free virions and in vitro infection assays. Moreover, the different wild-type alleles varied in their ability to inhibit this step. Our data suggest that while APOBEC3-mediated cytidine deamination of MMTV may occur, it is not the major means by which APOBEC3 restricts MMTV infection in vivo. This may reflect the long-term coexistence of MMTV and APOBEC3 in mice.