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ゲノム情報を利用した魚類C群レンサ球菌の病原因子の探索およびワクチン開発への応用

Research Project

Project/Area Number 12J09057
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field General fisheries
Research InstitutionUniversity of Miyazaki

Principal Investigator

西木 一生  宮崎大学, 農学工学総合研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2012 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
KeywordsS. dysgalactiae / 病原遺伝子 / 遺伝子破壊株 / 血清白濁因子 / ワクチン / S.dysgalactiae / ゲノム / ラテックスビーズ
Research Abstract

西日本のブリ属魚類養殖場において、Lancefield C群のStreptococcus dysgalactiae (GCSD)による疾病が大きな問題となっている。本研究における当該年度の目的は、GCSDの保有する病原因子の探索および同定、更に同定した病原遺伝子をもとに組み換えタンパク質を作製し、リコンビナントワクチンとしての利用を検討することであった。ヒトの代表的な病原細菌であるS. pyogenesなどを含むレンサ球菌には多くの病原因子が存在している。前年度の研究により、GCSDについて他の病原性レンサ球菌と共通の病原遺伝子が見出された。しかしながら、これらの内どのような病原遺伝子がGCSDの魚類に対する病原性に貢献しているか不明である。そこで当該年度では、GCSDのゲノム情報から得た病原候補遺伝子の内、遺伝子の発現・保有率等を考慮して選定したいくつかの病原遺伝子について遺伝子破壊株を作製した。作製した遺伝子破壊株を用いた人為感染試験を行ったところ、血清白濁因子(SOF)破壊株について、顕著な病原性の低下が確認された。また、sof遺伝子破壊株について発現ベクターを用いた相補株を作製し、カンパチ血液を用いた血中増殖能試験を行った。その結果、sof遺伝子破壊株は親株および相補株に比べて増殖能が有意に低かった。以上の結果から、SOFがGCSDの魚類に対する病原性について強く関係していることを明らかにした。次に、病原性に深く関わることが示されたSOFについて大腸菌での異種発現を行い、組み換えタンパクを多量に作製した。組み換えSOFは、アジュバントと混合し、カンパチに腹腔内注射した。免疫2週間後に同等量の組み換えSOFを接種してブースト免疫を行い、ブースト免疫から2週間後に攻撃を行った。攻撃試験の結果、ワクチン接種区では90%以上が生存したが、対照区では約70%が死亡した。以上の結果から、組み換えSOFがワクチンとして有効であることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究における最大の目的は組み換えタンパク質を用いた魚類病原性GCSDに対するワクチン開発であった。当該年度の研究成果により、血清白濁因子がGCSDの重要な病原因子であることを明らかにし、その組み換えタンパク質がワクチン抗原として有効であることが示唆された。これらの結果から、本研究の目的が達成されたといえる。しかし、より信頼性のあるデータを得るため、ワクチン試験については再現性試験を行う必要がある。

Strategy for Future Research Activity

SOFがGCSDの魚類に対する病原性に貢献することは実験結果からも明らかであるが、具体的にどのようなメカニズムで宿主と相互作用するかは不明である。従って、今後はsof遺伝子破壊株と相補株を用いた細胞付着・侵入能試験や抗食食活性試験などを行い、SOFの機能について更に詳細な知見を得ることを目指す。
組み換えSOFのワクチン抗原としての有効性について再現性試験を行うとともに、最少有効量、持続性試験、アジュバント添加の必要性の有無、経口ワクチンへの利用、中和抗体の検出等の課題がある。また、組み換えSOFを固相化抗原としたELISA法により、組み換えSOF接種カンパチの抗体価を測定し、ワクチンの有効性と合わせたデータを取得予定である。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Cloning and expression of a surface immunogenic protein in Streptococcus dysgalactiae infections in fish2014

    • Author(s)
      西木一生
    • Journal Title

      Journal of Fish Diseases

      Volume: (印刷中) Issue: 12 Pages: 1031-1039

    • DOI

      10.1111/jfd.12180

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A rapid agglutinating antibody-detection method for diagnosis of Streptococcus dysgalactiae infection in farmed fish using recombinant surface immunogenic protein (rSd-Sip)-coated latex beads2014

    • Author(s)
      西木一生
    • Journal Title

      Fish Pathology

      Volume: 49 Pages: 27-30

    • NAID

      130004785805

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ゲノム情報を利用した魚類病原性5短Streptococcus dysgalactiaeの病原因子の探索2014

    • Author(s)
      西木一生
    • Organizer
      日本魚病学会
    • Place of Presentation
      北海道 函館
    • Year and Date
      2014-03-29
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of sera-diagnosis method of Streptococcus dysgalactiae infection using surface immunogenic protein2013

    • Author(s)
      西木一生
    • Organizer
      16th International Conference on Diseases of Fish and Shellfish
    • Place of Presentation
      フィンランド タンペレ
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Surface immunogenic protein (Sd-Sip)を利用したC群レンサ球菌感染症の血清診断法の開発2013

    • Author(s)
      西木一生
    • Organizer
      日本魚病学会
    • Place of Presentation
      日本大学生物資源科学部湘南キャンパス
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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