かぜウイルスが鼻の温度を好むワケ

マウス細胞を用いた実験

　大人のかぜの2分の1から3分の1の原因病原体とされるライノウイルス。ギリシヤ語で鼻（rhin）を意味する接頭辞が付くように，感染による症状は鼻や喉など上気道に限局されることが多い。ライノウイルスは鼻腔内温度に近い33℃程度の温度でよく増殖し，より温度の高い肺などでは増殖しにくい性質を有するためと考えられている。しかし，同ウイルスが深部体温より低い温度でよく増殖する機序は分かっていない。

米・Yale University School of MedicineのEllen F. Foxman氏らはマウスの気道上皮細胞を用いた検討から，ライノウイルスは低温そのものより，低温下で細胞の抗ウイルス反応が低下することで増殖するとの新たな知見を報告した。

Proc Natl Acad Sci USA 2015年1月5日オンライン版

33℃に比べ37℃でマウス気道細胞の抗ウイルス反応が増強

　Foxman氏らはマウスの初代気道上皮細胞を用い，温度条件別にライノウイルス（マウス適応株）感染によるウイルスへの反応が異なるのかを検討した。

　その結果，33℃で培養した場合に比べ，深部体温に近い37℃の条件でウイルスの侵入を感知するセンサーの役割を果たす細胞質のレチノイン酸誘導性遺伝子I（RIG-I）様受容体（RLR）依存性のインターフェロン（IFN）分泌やIFN活性の増強が見られることが分かった。

自然免疫関連遺伝子の欠損細胞では37℃でもウイルスの増殖を確認

　一方，RLRファミリー分子や抗ウイルス活性を示すⅠ型IFN受容体の遺伝子欠損マウスから採取した上皮細胞では，37℃でも高レベルのウイルス増殖が見られた。

　共同著者のAkiko Iwasaki氏は「今回の実験で，ライノウイルスに対する自然免疫応答は深部体温より低い温度で減弱することが分かった」と説明。ウイルスの侵入感知や抗ウイルス反応に関連する機能を欠損させた場合，ライノウイルスがより高い温度でも増殖したことについては「宿主の体内でのライノウイルス増殖はウイルスそのものの性質ではなく，宿主の反応によることを示している」との考えを示した。

　また，今回の検討はマウス細胞を用いた実験ではあるが，多くの人がライノウイルスを鼻に常時保有しているとのデータもあることから，今回の研究結果がなんらかの形で役立つかもしれないと言及。「例えば，かぜをひかないようにするには温かくして鼻や口を覆うとよい，といったおばあちゃんの知恵袋にお墨付きを与える結果といえるかもしれない」とコメントしている。

Temperature-dependent innate defense against the common cold virus limits viral replication at warm temperature in mouse airway cells

1. Ellen F. Foxman,

2. James A. Storer,

3. Megan E. Fitzgerald,

4. Bethany R. Wasik,

5. Lin Hou,

6. Hongyu Zhao,

7. Paul E. Turner,

8. Anna Marie Pyle, and

9. Akiko Iwasaki

1. Edited by Tadatsugu Taniguchi, University of Tokyo, Meguro-ku, Japan, and approved December 5, 2014 (received for review June 12, 2014)

Proc Natl Acad Sci vol. 112 no. 3 827–832, doi: 10.1073/pnas.1411030112

Rhinovirus is the most frequent cause of the common cold, as well as one of the most important causes of asthma exacerbations. Most rhinovirus strains replicate better at the cooler temperatures found in the nasal cavity than at lung temperature, but the underlying mechanisms are not known. Using a mouse-adapted virus, we found that airway epithelial cells supporting rhinovirus replication initiate a more robust antiviral defense response through RIG-I–like receptor (RLR)–dependent interferon secretion and enhanced interferon responsiveness at lung temperature vs. nasal cavity temperature. Airway cells with genetic deficiencies in RLR or type I interferon receptor signaling supported much higher levels of viral replication at 37 °C. Thus, cooler temperatures can enable replication of the common cold virus, at least in part, by diminishing antiviral immune responses.

Abstract

Most isolates of human rhinovirus, the common cold virus, replicate more robustly at the cool temperatures found in the nasal cavity (33–35 °C) than at core body temperature (37 °C). To gain insight into the mechanism of temperature-dependent growth, we compared the transcriptional response of primary mouse airway epithelial cells infected with rhinovirus at 33 °C vs. 37 °C. Mouse airway cells infected with mouse-adapted rhinovirus 1B exhibited a striking enrichment in expression of antiviral defense response genes at 37 °C relative to 33 °C, which correlated with significantly higher expression levels of type I and type III IFN genes and IFN-stimulated genes (ISGs) at 37 °C. Temperature-dependent IFN induction in response to rhinovirus was dependent on the MAVS protein, a key signaling adaptor of the RIG-I–like receptors (RLRs). Stimulation of primary airway cells with the synthetic RLR ligand poly I:C led to greater IFN induction at 37 °C relative to 33 °C at early time points poststimulation and to a sustained increase in the induction of ISGs at 37 °C relative to 33 °C. Recombinant type I IFN also stimulated more robust induction of ISGs at 37 °C than at 33 °C. Genetic deficiency of MAVS or the type I IFN receptor in infected airway cells permitted higher levels of viral replication, particularly at 37 °C, and partially rescued the temperature-dependent growth phenotype. These findings demonstrate that in mouse airway cells, rhinovirus replicates preferentially at nasal cavity temperature due, in part, to a less efficient antiviral defense response of infected cells at cool temperature.