Development of immunotherapy with carbonic anhydrase I for patients with ulcerative colitis

Research Project

Project/Area Number	19K17495
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 53010:Gastroenterology-related
Research Institution	Ehime University
Principal Investigator	八木専愛媛大学, 医学系研究科, 寄附講座助教 (90793555)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2020-03-31
Project Status	Discontinued (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000) Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords	炭酸脱水酵素Ⅰ / 潰瘍性大腸炎 / 経口免疫寛容 / 自己抗原 / 炭酸脱水酵素I / 炎症性腸疾患 / 腸管由来蛋白 / 制御性T細胞
Outline of Research at the Start	潰瘍性大腸炎(UC)の病態への関与が想定されている腸管由来蛋白より、CA Iが主要蛋白抗原であることを明らかにした。これまでUCモデルマウスに対し①CA I抗原と共培養した免疫寛容誘導性樹状細胞による細胞療法が、②CA I抗原を経口投与した免疫寛容療法が、③マウスCA Iペプチドと共培養した免疫寛容誘導性樹状細胞による細胞療法が炎症を抑制することを証明した。以上より、CA IがUCの治療薬となり得ること可能性が考えられ、今回、臨床応用に向けて、UCの寛解導入、寛解維持のための治療としてHCA I蛋白を経口投与する免疫治療法を確立する。
Outline of Annual Research Achievements	申請者らは今まで、炎症性腸疾患の病態に主要な役割を果たす盲腸細菌抗原の中で炭酸脱水酵素I(CAI)が病態に関与していることを同定し、炎症性腸疾患モデルマウスにおいて同抗原でパルスした制御性樹状細胞を用いた細胞療法と経口免疫寛容療法が腸炎を抑制にすることを報告した。CAIのアミノ酸配列の中で免疫応答を誘導するエピトープ領域を同定し、CAIペプチドをパルスした制御性樹状細胞を用いた細胞療法が腸炎抑制に有用であることを報告した。本申請研究ではヒトへの臨床応用のため、ヒト化CAI(hCAI)もしくはヒト化CAIペプチド抗原を用いて腸炎への有効性を示し、潰瘍性大腸炎に対する免疫療法の開発をめざしている。本年度は、ブレビバチルス発現系システムを用いて作成したCAI蛋白を用いて、潰瘍性大腸に対する既存治療薬である、5-アミノサリチルサン製剤、ステロイドとの比較検討試験を行った。 hCAI (0.3mg/day)、Mesalazine (100mg/kg)、PSL(2mg/kg)、PBSの4群において、経口免疫寛容療法を行った後CD4+CD25-T cell移入腸炎モデルマウスにおいて腸炎を誘発し腸炎発症の抑制効果を検討した。PBS群と比べてhCAI群、PSL群では腸管長が長く保たれ、体重低下も抑制できていた。組織学的にも同様に腸炎は抑制され、既存薬と比較しhCAIは少なくとも非劣勢の治療効果がみられることを確認できた。サイトカインの検討では、以前のマウス抗原のCAI(mCAI)の経口免疫寛容療法実験と比較すると効果は劣るものの、hCAⅠ投与でも炎症性サイトカイン（IFN-γ、TNF-α、IL-6、IL-17）の産生について抑制できていることを確認した。腸内細菌の検討も行ったが、そちらに関しては明らかな変化は指摘されなかった。