オリゴＤＮＡカプセルをアジュバントとする乳酸菌経口ワクチンの創製

• Project/Area Number: 14J06317
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Integrative animal science
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 重盛 駿 信州大学, 総合工学系研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 乳酸菌組換え体 / オリゴDNAカプセル / 炎症性腸疾患 / マウス / ヘムオキシゲナーゼ-1 / インターロイキン-6特異的抗体 / 急性大腸炎 / 食品免疫学 / 乳酸菌 / インターロイキン6特異的抗体

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、2種の機能性経口素材（乳酸菌組換え体とオリゴDNAカプセル）を用い、炎症性腸疾患に対する新たな予防・軽減戦略を開発することを目的とする。これまで、炎症抑制作用が期待される哺乳類由来タンパク質（ヘムオキシゲナーゼ-1（HO-1）もしくはインターロイキン-6特異的抗体（IL6scFv））を産生・分泌する乳酸菌組換え体の構築に成功した。また、HO-1産生乳酸菌（NZ-HO）の経口投与は、IBDモデルマウスにおける急性大腸炎症状を軽減することを明らかにした。本年度は、①NZ-HOの投与量の検討、②オリゴDNAカプセルの経口投与試験、③IL6scFvの免疫活性試験を実施し、以下の成果を得た。
①IBDモデルマウスを用いてNZ-HOの投与量を検討し、急性大腸炎症状の軽減に有効な最適投与量を決定した。本成果は、NZ-HOをIBD軽減素材として開発する上で重要な基礎知見になることが考えられる。
②IBDモデルマウスを用いて、抗炎症効果が期待されるオリゴDNA（iSG3）を包摂したオリゴDNAカプセルの単独もしくはNZ-HOとの併用投与試験を実施した。予想に反して、同カプセルの経口投与による急性大腸炎症状の軽減効果は認められなかった。オリゴDNAはその配列に依存して異なる免疫機能性を発揮することから、今後は、包摂するオリゴDNAの種類の検討が望まれる。
③乳酸菌組換え体が産生するIL6scFvは抗体としての免疫活性を有することを明らかにした。本成果は、抗サイトカイン抗体断片を産生する乳酸菌組換え体の構築に成功した世界初の成果となった。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Secretion of an immunoreactive single-chain variable fragment antibody against mouse interleukin 6 by Lactococcus lactis (2017)
  • Author(s): Shigemori S., Ihara M., Sato T., Yamamoto Y., Nigar S., Ogita T., Shimosato T.
  • Journal Title: Applied Microbiology and Biotechnology Volume: 101 Issue: 1 Pages: 341-349
  • DOI: 10.1007/s00253-016-7907-8
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Applications of genetically modified immunobiotics with high immunoregulatory capacity for treatment of inflammatory bowel diseases (2017)
  • Author(s): Shigemori S., Shimosato T.
  • Journal Title: Frontiers in Immunology Volume: 8
  • DOI: 10.3389/fimmu.2017.00022
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Dose-comparison study of Lactococcus lactis producing heme oxygenase-1 for treatment of dextran sulfate sodium-induced acute colitis in mice (2016)
  • Author(s): Shigemori S., Ogita T., Shimosato T.
  • Journal Title: Proceedings of the 17th Asian-Australasian Association of Animal Production Societies Animal Science Congress Volume: － Pages: 579-581
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Oral delivery of Lactococcus lactis that secretes bioactive heme oxygenase-1 alleviates development of acute colitis in mice (2015)
  • Author(s): Shigemori S, Watanabe T, Kudoh K, Ihara M, Nigar S, Yamamoto Y, Suda Y, Sato T, Kitazawa H, Shimosato T
  • Journal Title: Microbial Cell Factories Volume: 14 Issue: 1 Pages: 189-189
  • DOI: 10.1186/s12934-015-0378-2
  • NAID: 120007101329
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Dose-comparison study of Lactococcus lactis producing heme oxygenase-1 for treatment of dextran sulfate sodium-induced acute colitis in mice (2016)
  • Author(s): Shigemori S., Ogita T., Shimosato T.
  • Organizer: 17th Asian-Australasian Association of Animal Production Societies Animal Science Congress
  • Place of Presentation: Kyushu Sangyo University, Fukuoka, Japan
  • Year and Date: 2016-08-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ヘムオキシゲナーゼ-1分泌乳酸菌のマウス大腸における送達解析 (2016)
  • Author(s): 重盛駿, 下里剛士
  • Organizer: 日本畜産学会第121回大会
  • Place of Presentation: 日本獣医生命科学大学（東京都・武蔵野市）
  • Year and Date: 2016-03-29
• [Presentation] ヘムオキシゲナーゼ-1を分泌する乳酸菌組換え体はマウスにおける急性大腸炎を軽減する (2015)
  • Author(s): 重盛駿, 山本祥也, 下里剛士
  • Organizer: 日本畜産学会第120回大会
  • Place of Presentation: 酪農学園大学（北海道・江別市）
  • Year and Date: 2015-09-11
• [Presentation] Construction of genetically modified Lactococcus lactis expressing buckwheat protein Fagag1 with strong allergenicity (2015)
  • Author(s): Shigemori S., Yamamoto Y., Oshiro K., Wang P., Wang Y., Sato T., Shimosato T.
  • Organizer: 2015 ADSA-ASAS Joint Annual Meeting
  • Place of Presentation: Orlando (USA)
  • Year and Date: 2015-07-14
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 生理活性を有するヘムオキシゲナーゼ-1を分泌するLactococcus lactis組換え体の構築 (2015)
  • Author(s): 重盛駿，大城和士，山本祥也, WANG YEQIN, WANG PENGFEI, 下里剛士
  • Organizer: 日本畜産学会第119回大会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
  • Year and Date: 2015-03-27 – 2015-03-30
• [Presentation] インターロイキン6特異的抗体を分泌する乳酸菌組換え体の構築 (2014)
  • Author(s): 重盛駿, 大城和士, Wang Pengfei, 山本祥也, Wang Yeqin, 下里剛士
  • Organizer: 平成26年度酪農科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 昭和女子大学
  • Year and Date: 2014-09-12
• [Remarks] 信州大学農学部分子生命工学研究室ホームページ
  • URL: http://www.shinshu-u.ac.jp/faculty/agriculture/lab/shimolab/
• [Remarks] 信州大学農学部・大学院総合理工学研究科・バイオメディカル研究所 分子生命工学研究室 ホームページ
  • URL: http://karamatsu.shinshu-u.ac.jp/lab/shimolab/index.html
• [Remarks] 信州大学大学院総合工学系研究科/農学研究科 食資源分子機能工学研究室 ホームページ
  • URL: http://karamatsu.shinshu-u.ac.jp/lab/shimolab/index.html