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Application of Near-Infrared Laser into Mucosal Vaccine Using Photobiomodulation

Research Project

Project/Area Number 19K16703
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 49070:Immunology-related
Research InstitutionNational Defense Medical College

Principal Investigator

Kimizuka Yoshifumi  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 内科学, 講師 (40445268)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsワクチン / インフルエンザ / アジュバント / レーザー / photobiomodulation / 近赤外光
Outline of Research at the Start

本研究は, 近赤外光の粘膜への照射がインフルエンザ粘膜ワクチンのマウスモデルにおいてアジュバント(免疫賦活剤)効果を示すことを検証し近赤外光粘膜照射を効果的かつ安全性の高いワクチンアジュバントとして確立することを目的とする. 現在, 予防接種に使用されるワクチンの多くは免疫原性が低く, アジュバントの混合を要するが一部で副作用も知られている. 本研究では, 申請者らが既に皮膚照射モデルにおいて示した近赤外光によるアジュバント効果を応用し, 舌下粘膜ワクチンにおける有効性を検証する. 非接触・非侵襲的な光により粘膜ワクチンの作用増強効果が示されれば感染症予防において広く社会に役立つ可能性がある.

Outline of Final Research Achievements

We have established a system for noninvasive irradiation onto the sublingual mucosa of mice with noninvasive irradiation based on temperature measurement and histological evaluation. We have shown that irradiation with near-infrared light immediately before immunization had an immunopotentiating effect compared to sublingual administration alone in a mouse model in which whole-particle influenza vaccine administrated sublingually, and that this effect is wavelength-specific. The change of RNA in mouse mucosa indicates that exposure to near-infrared light acts on the expression of specific cytokines and contributes to downstream immune responses.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来、光を「皮膚」へ照射して免疫賦活化を誘導する技術が報告されてきたが、本研究では「粘膜」に対して非接触・非傷害性の光を照射し免疫賦活化を試みており、この概念は世界的にも独自性および挑戦的価値が高い。
経鼻および舌下による粘膜ワクチンは近年注目されており, 弱毒化生ワクチンを用いて臨床応用されてきている. これらの粘膜ワクチンの特徴は針を不要とすること, および感染防御に重要な粘膜面の抗体を産生するIgA産生性B細胞を含む粘膜免疫までも誘導し感染防御に有効なことが挙げられる。一方、粘膜ワクチンには確立したアジュバントが存在しないことから、今回の発見は予防医学的意義も大きい。

Report

(2 results)
  • 2022 Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] ハーバード医科大学マサチューセッツ総合病院(米国)

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] レーザーを用いた近赤外光の皮内ワクチン増強効果への応用2020

    • Author(s)
      君塚善文、櫛引俊宏、槇陽平、佐野友哉、佐々木寿、長盛親、川名明彦、柏木哲
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第40回年次大会講演
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] インフルエンザマウスモデルを用いた近赤外光によるワクチン増強効果の研究2019

    • Author(s)
      君塚善文、柏木哲
    • Organizer
      第59回日本呼吸器学会学術講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 近赤外光によるインフルエンザワクチンアジュバントの遊走性樹状細胞を介した機序の解明2019

    • Author(s)
      君塚善文、川名明彦
    • Organizer
      第93回日本感染症学会総会学術講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 近赤外光を用いた皮膚の遊走性樹状細胞の活性化とワクチン増強作用の研究2019

    • Author(s)
      君塚善文、櫛引俊宏、川名明彦、Satoshi Kashiwagi
    • Organizer
      Photo Dynamic Medicine 2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] レーザーアジュバントワクチン2019

    • Author(s)
      君塚善文、櫛引俊宏、槇陽平、佐野友哉、佐々木寿、長盛親、柏木哲、川名明彦
    • Organizer
      第40回日本レーザー医学会総会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 近赤外光を用いた新規アジュバントの研究2019

    • Author(s)
      君塚善文、片桐渉、櫛引俊宏、槇陽平、佐野友哉、佐々木寿、長盛親、柏木哲、川名明彦
    • Organizer
      第23回日本ワクチン学会学術集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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