腸管由来IgA抗体を利用した、新規抗菌薬ターゲット因子の探索

• Project/Area Number: 19K21255
• Project/Area Number (Other): 18H06140 (2018)
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund (2019); Single-year Grants (2018)
• Review Section: 0803:Pathology, infection/immunology, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 石垣 佳祐 東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (00828874)
• Project Period (FY): 2018-08-24 – 2020-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: IgA / 腸内細菌 / 耐性菌

Outline of Research at the Start

薬剤耐性菌の蔓延が問題となっているにもかかわらず、近年の抗菌薬開発は停滞している。これまでの抗菌薬開発は、天然物あるいは化合物ライブラリーを用いて抗菌活性を評価する化学的スクリーニングが主流であったが、現在問題になっている耐性菌はそれらの化合物に対して様々な耐性メカニズムを獲得してきている。そのため、既存の抗菌薬とは異なる作用点を持つ抗菌薬の開発が求められている。本研究では、腸管由来 IgA 抗体が腸内の「悪玉菌」を認識するという知見に基づき、IgA 抗体を利用した免疫学的スクリーニングによって、新規薬剤の標的候補と成り得る細菌因子の同定を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

近年、薬剤耐性菌の蔓延が世界的な問題となっており、既存の抗菌薬とは異なる作用点を持つ抗菌薬の開発が求められている。腸管環境の維持に重要な働きを担う腸管由来 IgA 抗体が腸内の「悪玉菌」を認識するという知見から、腸管 IgA抗体が認識・結合する分子は細菌が生存・増殖にとって真に必要な因子である可能性が考えられる。 そこで本研究では過去の抗菌薬とは異なる作用点を標的とする薬剤創出に向け、IgA抗体を利用した免疫学的スクリーニングを行うことで、細菌が宿主内で増殖する、あるいは病原性を発現するために真に必要な因子の同定を目指す。
研究初年度である本年度は、野生型C57BL/6マウス、Balb/cマウスを用いて、小腸から粘膜固有層細胞を回収し、IgA抗体産生ハイブリドーマの作製を試みた。従来法に加え、試薬や手法を検討することでいくつかのクローンを得て、ELISA法によって上清中に含まれる抗体がIgA 抗体であることの確認とその場合の抗体価を測定した。 またディフィシル菌などの細菌を投与することでマウスの免疫系を刺激した後、IgA抗体産生ハイブリドーマの作製を試みた。
またすでに取得したIgA抗体を用いて、種々の病原細菌の細菌溶解液に対してウェスタンブロットを行い、これらの細菌に特異的なバンドを検出した。 中でも大腸菌やディフィシル菌を用いて2次元電気泳動・質量分析を行い、該当するIgA抗体が特異的に認識している細菌のタンパク質候補を取得した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の目的通り、IgA抗体産生ハイブリドーマの作製を試み、いくつかのクローンを得た。
またすでに取得したIgA抗体を用いることで、IgA抗体が特異的に認識する細菌タンパク質の候補を得るに至った。

Strategy for Future Research Activity

試薬や手法を検討することで、より多くのIgA抗体産生ハイブリドーマの作製を目指す。
本年度に2次元電気泳動・質量分析を行った結果得られた、大腸菌やディフィシル菌のIgA抗体標的タンパク質候補について、細胞に発現させるなどしており詳細な解析を行う。また並行してそれらの菌の増殖や生存に対するIgA抗体の効果をin vitro, in vivoの両方で検討する。