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ウイルス様粒子(VLP)表面への抗原提示法を用いた次世代型ワクチンの開発

Research Project

Project/Area Number 19J21617
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 39050:Insect science-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

増田 亮津  九州大学, 生物資源環境科学府, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsウイルス様粒子 / 次世代型ワクチン / カイコ-バキュロウイルス発現系 / 抗原キャリア / コロナウイルススパイク抗原 / スパイク抗原
Outline of Research at the Start

本研究は豚サーコウイルス2型(PCV2)のウイルス様粒子(VLP)の表面に豚流行性下痢病ウイルス(PEDV)のスパイク(S)抗原又は豚繁殖呼吸障害症候群ウイルス(PRRSV)のグリコプロテイン5(GP5)抗原をディスプレイすることで次世代型のワクチンを作り上げることである。そこで(1)ディスプレイ用抗原のカイコでの高効率生産、(2)九州大学のカイコ系統ライブラリーを利用したカイコの組換えタンパク質生産性の差異の原因探索、(3)タンパク質間のグルタミン残基とリジン残基を架橋する酵素である微生物由来トランスグルタミナーゼ (MTG)を用いた抗原提示VLPワクチン作製を課題として研究を進める。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、以下の3つの計画に基づき、研究を進めた。
(1)ディスプレイ用抗原のカイコでの高効率生産
(2)カイコ系統ライブラリーを利用したカイコの組換えタンパク質生産性の差異の原因探索
(3)異種タンパク質間の特異的架橋法を用いた抗原提示VLPワクチン作製
(1)では、引き続き豚繁殖・呼吸障害症候群ウイルス(PRRSV)のGP5抗原の生産性改善を試みた。GP5のエクトドメインのC末端にプロテインA由来の配列を融合すると分泌発現が向上する知見が得られており、この融合体にさらに架橋用のSpyCatcherを融合しても分泌発現することが確認された。(2)では、豚流行性下痢病ウイルス(PEDV)の三量体化Sタンパク質の比較的発現の高いカイコ系統と低い系統の組換えバキュロウイルス感染時の脂肪体をRNA-seqし、それぞれの系統ごとに非感染時と比べた発現変動遺伝子を抽出した。その結果、発現の高い系統同士でも変動遺伝子はそれほど共通しておらず、系統ごとに異なる要因でタンパク質の生産性の違いが決まっている可能性が示唆された。(3)では、SpyTag-SpyCatcher systemを用いた抗原ディスプレイ法によってノロウイルスVLP上にPEDVのS抗原をディスプレイすることに成功していたため、マウスで免疫実験を行った。その結果、抗原単独投与と比べてもS抗原に対する抗体量はそれほど変わらなかった。これは、土台のノロウイルスVLPの持つエピトープが強く免疫系に認識されている可能性が考えられた。この結果から、抗原とVLPの組み合わせがワクチンとしての効果に重要である可能性が示唆され、今後の抗原提示型ワクチン開発に役立つ知見が得られた。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Optimization of SARS-CoV-2 Spike Protein Expression in the Silkworm and Induction of Efficient Protective Immunity by Inoculation With Alum Adjuvants2022

    • Author(s)
      Masuda Akitsu、Lee Jae Man、Miyata Takeshi、Mon Hiroaki、Sato Keita、Oyama Kosuke、Sakurai Yasuteru、Yasuda Jiro、Takahashi Daisuke、Ueda Tadashi、Kato Yuri、Nishida Motohiro、Karasaki Noriko、Kakino Kohei、Ebihara Takeru、他10名
    • Journal Title

      Frontiers in Immunology

      Volume: 12

    • DOI

      10.3389/fimmu.2021.803647

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Stable trimer formation of spike protein from porcine epidemic diarrhea virus improves the efficiency of secretory production in silkworms and induces neutralizing antibodies in mice2021

    • Author(s)
      Masuda Akitsu、Lee Jae Man、Miyata Takeshi、Ebihara Takeru、Kakino Kohei、Hino Masato、Fujita Ryosuke、Mon Hiroaki、Kusakabe Takahiro
    • Journal Title

      Veterinary Research

      Volume: 52 Issue: 1

    • DOI

      10.1186/s13567-021-00971-5

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Efficient production of recombinant T7 endonuclease I using silkworm-baculovirus expression vector system2020

    • Author(s)
      Kakino Kohei、Masuda Akitsu、Hino Masato、Ebihara Takeru、Xu Jian、Mon Hiroaki、Fujita Ryosuke、Fujii Tsuguru、Kusakabe Takahiro、Lee Jae Man
    • Journal Title

      Journal of Asia-Pacific Entomology

      Volume: 23 Issue: 3 Pages: 694-700

    • DOI

      10.1016/j.aspen.2020.05.001

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Efficient production of recombinant SARS-CoV-2 spike protein using the baculovirus-silkworm system2020

    • Author(s)
      Fujita Ryosuke、Hino Masato、Ebihara Takeru、Nagasato Takumi、Masuda Akitsu、Lee Jae Man、Fujii Tsuguru、Mon Hiroaki、Kakino Kohei、Nagai Ryo、Tanaka Miyu、Tonooka Yoshino、Moriyama Takato、Kusakabe Takahiro
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 529 Issue: 2 Pages: 257-262

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.06.020

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Artificial trimerization of coronavirus spike proteins improves their productivity in silkworm-baculovirus expression vector system and is effective for eliciting neutralizing antibodies2021

    • Author(s)
      Akitsu Masuda, JaeMan Lee, Takeshi Miyata, Hiroaki Mon, Takahiro Kusakabe
    • Organizer
      The 11th International Conference on Biotechnology and Bioengineering
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] コロナウイルススパイク抗原のカイコにおける好適生産系統の選抜と分泌促進2020

    • Author(s)
      増田亮津、李 在萬、宮田 健、伴野 豊、藤田龍介、門 宏 明、日下部宜宏
    • Organizer
      日本蚕糸学会第90回大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 昆虫工場を利用したウイルス様粒子ワクチン生産系の確立とその応用2019

    • Author(s)
      増田亮津、宮田 健、南畑孝介、神谷典穂、李 在萬、日下部宜宏
    • Organizer
      第71回 日本衛生動物学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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