ウシ難治性疾病における免疫抑制機序の解明および新規制御法の開発

• Project/Area Number: 19J21826
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 佐治木 大和 北海道大学, 獣医学研究院, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2019-04-25 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥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: 牛伝染性リンパ腫 / プロスタグランジンE2 / 免疫チェックポイント因子 / ヨーネ病 / 抗PD-L1抗体 / EP4阻害剤 / PGE2 / PD-L1 / 牛白血病 / COX-2阻害剤

Outline of Research at the Start

牛白血病およびヨーネ病は有効な治療法やワクチンが存在しないウシ難治性疾病である。申請者らは、PGE2がこれらの疾病の免疫抑制に関与し、免疫抑制因子PD-L1の発現を誘導することを示した。またPGE2とPD-L1を同時に阻害することで、免疫応答が強く活性化されることを示した。
本研究では、ウシ難治性疾病の病態進行に伴う免疫抑制機序の全貌を解明するために、PGE2による免疫抑制効果をより詳細に解析する。また、これらの知見を新規制御法の開発に応用するために、感染牛を用いたPGE2とPD-L1を標的とした治療法の臨床試験を行い、生体内における抗病原体効果を評価する。

Outline of Annual Research Achievements

これまでの研究において、プロスタグランジンE2 (PGE2) が受容体E prostanoid (EP) 4を介してウシのT細胞応答を抑制すること、PGE2/EP4経路が免疫チェックポイント因子を標的とした抗体療法に対する抵抗性に関与する可能性を示した。採用最終年度である本年は、昨年度に引き続き、免疫チェックポイント因子とPGE2/EP4経路を同時に阻害する治療法の牛伝染性リンパ腫に対する効果を解析した。さらに、本治療法が動物種によらず適応可能であることを検討するために、マウスリンパ腫モデルも用いて治療効果の検討を行った。
また、PGE2以外のプロスタグランジンがウシのT細胞応答に与える影響を検討した。ウシ末梢血単核球を用いた培養実験により、PGE2に加えてPGA1がTh1サイトカイン産生を抑制することが明らかになった。in vitroにおける詳細な解析により、PGA1はT細胞における活性化マーカーの発現およびIFN-γ等のサイトカイン産生を抑制することが示された。
これらの研究成果を含む今年度の研究成果は、筆頭著者として2本の論文にまとめて発表した。そのうち1本の論文内容に関して、研究成果を非研究者のコミュニティーにも発信するため、北海道大学を通じてプレスリリースを行った。
さらに遂行課題の研究内容をより発展させるため海外渡航を行い、Cincinnati Children’s Hospital Medical Center (Cincinnati, OH, USA) のAraki Labに参加した。抗原特異的な疲弊化CD8+T細胞の翻訳制御機構に関する研究を半年以上を行い、様々な新規解析方法を習得した。
本年度で特別研究員としての採用が終了するが、今後も継続して研究を続けることで牛難治性疾病に対する新規制御法の樹立を目指したい。

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。

Research Products

• [Int'l Joint Research] シンシナティ小児病院医療センター(米国)
• [Journal Article] Estradiol-induced immune suppression via prostaglandin E2 during parturition in bovine leukemia virus-infected cattle (2022)
  • Author(s): Sajiki Yamato、Konnai Satoru、Okagawa Tomohiro、Maekawa Naoya、Goto Shinya、Kohara Junko、Nitanai Atsushi、Takahashi Hirofumi、Kubota Kentaro、Takeda Hiroshi、Murata Shiro、Ohashi Kazuhiko
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 17 Issue: 3 Pages: 1-13
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0263660
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Enhancement of interleukin-2 production by bovine peripheral blood mononuclear cells treated with the combination of anti-programmed death-ligand 1 and cytotoxic T lymphocyte antigen 4 chimeric monoclonal antibodies (2022)
  • Author(s): WATARI Kei、KONNAI Satoru、OKAGAWA Tomohiro、MAEKAWA Naoya、SAJIKI Yamato、KATO Yukinari、SUZUKI Yasuhiko、MURATA Shiro、OHASHI Kazuhiko
  • Journal Title: Journal of Veterinary Medical Science Volume: 84 Issue: 1 Pages: 6-15
  • DOI: 10.1292/jvms.21-0552
  • NAID: 130008139952
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Prostaglandin-related immune suppression in cattle (2021)
  • Author(s): Sajiki Y.、Konnai S.、Ikenaka Y.、Okagawa T.、Maekawa N.、Logullo C.、da Silva Vaz I.、Murata S.、Ohashi K.
  • Journal Title: Veterinary Immunology and Immunopathology Volume: 236 Pages: 110238-110238
  • DOI: 10.1016/j.vetimm.2021.110238
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The enhancement of Th1 immune response by anti-PD-L1 antibody in cattle infected with <i>Mycobacterium avium</i> subsp. <i>paratuberculosis</i> (2021)
  • Author(s): Sajiki, Y., Konnai, S., Nagata, R., Kawaji, S., Nakamura, H., Fujisawa, S., Okagawa, T., Mawkawa, N., Kato, Y., Suzuki, Y., Murata, S., Mori, Y., Ohashi, K.
  • Journal Title: Journal of Veterinary Medical Science Volume: 83 Issue: 2 Pages: 162-166
  • DOI: 10.1292/jvms.20-0590
  • NAID: 130007990713
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A TLR7 agonist activates bovine Th1 response and exerts antiviral activity against bovine leukemia virus (2021)
  • Author(s): Sajiki, Y., Konnai, S., Okagawa, T., Maekawa, N., Nakamura, H., Kato, Y., Suzuki, Y., Murata, S., Ohashi, K.
  • Journal Title: Developmental & Comparative Immunology Volume: 114 Pages: 103847-103847
  • DOI: 10.1016/j.dci.2020.103847
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Tick saliva-induced programmed death-1 and PD-ligand 1 and its related host immunosuppression (2021)
  • Author(s): Sajiki, Y., Konnai, S., Ikenaka, Y., Gulay, K. C. M., Kobayashi, A. Parizi, L. F., Joo, B. C., Watari, K., Fujisawa, S., Okagawa, T., Maekawa, N., Logullo, C.,da Silva Vaz, I.,Murata, S., Ohashi, K.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 11 Issue: 1 Pages: 1063-1063
  • DOI: 10.1038/s41598-020-80251-y
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Direct evidence of the preventive effect of milk replacer?based probiotic feeding in calves against severe diarrhea (2021)
  • Author(s): Kayasaki, F., Okagawa, T., Konnai, S., Kohara, J., Sajiki, Y., Watari, K., Ganbaatar, O., Goto, S., Nakamura, H., Shimakura, H., Minato, E., Kobayashi, A., Kubota, M., Terasaki, N., Takeda, A., Noda, H., Honma, M., Maekawa, N., Murata, S., Ohashi, K.
  • Journal Title: Veterinary Microbiology Volume: 254 Pages: 108976-108976
  • DOI: 10.1016/j.vetmic.2020.108976
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Enhanced Immunotherapeutic Efficacy of Anti?PD-L1 Antibody in Combination with an EP4 Antagonist (2020)
  • Author(s): Sajiki Yamato、Konnai Satoru、Cai Zimeng、Takada Kensuke、Okagawa Tomohiro、Maekawa Naoya、Fujisawa Sotaro、Kato Yukinari、Suzuki Yasuhiko、Murata Shiro、Ohashi Kazuhiko
  • Journal Title: ImmunoHorizons Volume: 4 Issue: 12 Pages: 837-850
  • DOI: 10.4049/immunohorizons.2000089
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The Suppression of Th1 Response by Inducing TGF-β1 From Regulatory T Cells in Bovine Mycoplasmosis (2020)
  • Author(s): Sajiki Yamato、Konnai Satoru、Goto Shinya、Okagawa Tomohiro、Ohira Kosuke、Shimakura Honami、Maekawa Naoya、Gondaira Satoshi、Higuchi Hidetoshi、Tajima Motoshi、Hirano Yuki、Kohara Junko、Murata Shiro、Ohashi Kazuhiko
  • Journal Title: Frontiers in Veterinary Science Volume: 7 Pages: 2564-2569
  • DOI: 10.3389/fvets.2020.609443
  • NAID: 120007193553
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Upregulation of PD-L1 Expression by Prostaglandin E2 and the Enhancement of IFN-γ by Anti-PD-L1 Antibody Combined With a COX-2 Inhibitor in Mycoplasma bovis Infection (2020)
  • Author(s): Goto Shinya、Konnai Satoru、Hirano Yuki、Kohara Junko、Okagawa Tomohiro、Maekawa Naoya、Sajiki Yamato、Watari Kei、Minato Erina、Kobayashi Atsuhi、et al.
  • Journal Title: Frontiers in Veterinary Science Volume: 7 Pages: 12-12
  • DOI: 10.3389/fvets.2020.00012
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Immunosuppressive Effects of Sialostatins L and L2 Isolated from the Taiga Tick Ixodes persulcatus Schulze (2020)
  • Author(s): Sajiki Y, Konnai S, Ochi A, Okagawa T, Githaka N, Isezaki M, Yamada S, Ito T, Ando S, Kawabata H, Da Silva Vaz Jr I, Logullo C, Maekawa N, Murata S, Ohashi K.
  • Journal Title: Ticks Tick born Dis. Volume: 11(2) Issue: 2 Pages: 101332-101332
  • DOI: 10.1016/j.ttbdis.2019.101332
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Prostaglandin E2 Induced Immune Exhaustion and Enhancement of Antiviral Effects by Anti-PD-L1 Antibody Combined with COX-2 Inhibitor in Bovine Leukemia Virus Infection (2019)
  • Author(s): Sajiki Yamato、Konnai Satoru、Okagawa Tomohiro、Nishimori Asami、Maekawa Naoya、Goto Shinya、Watari Kei、Minato Erina、Kobayashi Atsushi、et al.
  • Journal Title: The Journal of Immunology Volume: 203 Issue: 5 Pages: 1313-1324
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1900342
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Prostaglandin E2 in tick saliva induces PD-1/PD-L1 expression for host immunosuppression. (2020)
  • Author(s): Sajiki Yamato, Konnai Satoru, Ikenaka Yoshinori, Christian Gulay Kevin, Kobayashi Atsushi, Watari Kei, Okagawa Tomohiro, Maekawa Naoya, Fujisawa Sotaro, da Silva Vaz Jr Itabajara, Murata Shiro, Ohashi Kazuhiko
  • Organizer: The 8th Sapporo Summer Seminar for One Health
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 牛慢性感染症におけるプロスタグランジンE2の機能解析と新規制御法開発を目的とした臨床研究 (2020)
  • Author(s): 佐治木大和
  • Organizer: 第163回日本獣医学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] 牛白血病ウイルス感染症における免疫抑制受容体TIM-3の発現解析および機能解析 (2020)
  • Author(s): 中村隼人、今内覚、岡川朋弘、佐治木大和、渡慧、神谷可菜、齋藤麻矢、前川直也、村田史郎、大橋和彦
  • Organizer: 第163回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] Contribution of prostaglandin E2 to disease progression and enhancement of antiviral effects by anti-PD-L1 antibody combined with COX-2 inhibitor in bovine leukemia virus infection. (2019)
  • Author(s): Sajiki Y., Konnai S., Okagawa T., Maekawa N., Goto S., Murata S., Ohashi K.
  • Organizer: The 12th International Veterinary Immunology Symposium.
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Upregulation of cytotoxic T-lymphocyte antigen-4 expression via prostaglandin E2 in paratuberculosis. (2019)
  • Author(s): Sajiki Y., Konnai S., Okagawa T., Watari K., Goto S., Maekawa N., Suzuki Y., Murata S., Ohashi K.
  • Organizer: The 7th Sapporo Summer Seminar for One Health
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] BLV感染症に対するCOX-2阻害剤と抗PD-L1抗体併用法の抗ウイルス効果の検討. (2019)
  • Author(s): 佐治木大和、今内覚、岡川朋弘、前川直也、後藤伸也、小原潤子、山田慎二、加藤幸成、鈴木定彦、村田史郎、大橋和彦.
  • Organizer: 第162回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] The enhancement of antiviral effects by anti-PD-L1 antibody combined with COX-2 inhibitor in bovine leukemia virus infection. (2019)
  • Author(s): 佐治木大和、今内覚、岡川朋弘、前川直也、後藤伸也、村田史郎、大橋和彦.
  • Organizer: 第5回北海道大学部局横断シンポジウム