COVID-19に対する可溶性ULBP2制御によるNK細胞療法の開発

• Project/Area Number: 21K08178
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53030:Respiratory medicine-related
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 千酌 浩樹 鳥取大学, 医学部, 教授 (90283994)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高田 美也子 鳥取大学, 医学部, 助教 (50523643) ; 景山 誠二 鳥取大学, 医学部, 教授 (60252706) ; 中本 成紀 鳥取大学, 医学部附属病院, 講師 (70379642) ; 三宅 直美 鳥取大学, 医学部, 特任教員 (90747205)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: COVID-19 / NK細胞 / ULBP-2 / ULBP2

Outline of Research at the Start

COVID-19の治療方法開発は喫緊の課題である。しかしながら、現状では抗ウイルス療法は十分ではなく、抗ウイルス免疫を増強する免疫療法の開発は、今後の重要な治療戦略である。本研究では、COVID-19患者において、ウイルス感染症時免疫の中心細胞であるNK細胞の機能異常を明らかにし、その機能修飾をすることでCOVID-19免疫療法を開発することを目的としている。本研究では、COVID-19患者のNK細胞機能の異常と病態の関連を明らかにし、我々が注目してきたULBP2-可溶性ULBP2-NKG2D系を利用したNK細胞機能調節により、新たなCOVID-19免疫治療の開発を行う。

Outline of Annual Research Achievements

新型コロナウイルス感染症（以後COVID-19）の治療方法開発において、免疫療法は今後の重要な戦略の一つである。ウイルス感染時には、NK細胞を中心とする自然免疫が重要な役割を果たしており、実際に最近COVID-19患者におけるNK細胞数や機能の低下が報告さている。しかしながら、機序や低下したNK細胞機能回復方法についての検討はほとんどなされていない。申請者らはこれまで、腫瘍化やウイルス感染時に宿主細胞上に発現誘導されるULBP2分子とNK細胞機能への影響に関する研究を行ってきた。この研究背景を元に、COVID-19患者におけるNK細胞機能と、可溶性ULBP2の関与を明らかにし、その制御によるNK細胞療法の開発を行う本研究を計画した。本研究では、COVID-19患者における、1. 病期ごとのNK細胞機能の変化を明らかにし、2. その機序としての可溶性ULBP2-NKG2Dレセプター系の関与を明らかにする。さらに、3. これを利用したCOVID-19の自然免疫療法を開発することを目的としている。令和4年度では、令和3年度から持続して収集しているCOVID-19患者の血清、末梢血リンパ球、分離ウイルスの解析を80例以上行った。その結果令和4年度には以下の2つの重要な知見を得た。1．COVID-19患者において、ウイルスのクリアランスにB細胞機能と共に、NK細胞機能が関与している可能性が示唆された。2．軽症、中等症、重症の区分別に、初診時、増悪時、回復時のT細胞、B細胞、NK細胞機能を反映する末梢血の各種サイトカインを測定し、有意な変化が起こっているサイトカインを同定した。末梢血リンパ球、血清等NK細胞機能解析に必要な患者検体を収集した。これらの知見は令和5年度の本研究の推進に非常に貴重なものであると考えられる。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本研究の遂行のためには、COVID-19患者より、末梢血リンパ球、血清、分離ウイルスを収集する必要がある。令和3年度も患者検体収集は75例に上ったが、令和4年度もさらに20例以上の患者から検体を採取することができ、令和4年度と一部令和5年度の検討に必要十分な量の臨床検体を確保することができた。
また、患者分離ウイルスのゲノム解析も順調に進行し、100株以上のウイルスゲノムを解析した。患者末梢血サイトカイン測定、患者末梢血リンパ球の比率、活性化状況のフローサイトメトリーによる解析も順調に進んでいる。また、令和5年度は、持続的SARS-CoV-2感染患者検体を解析することにより、NK細胞がウイルスクリアランスに与える影響などの新しい知見をえることができた。

Strategy for Future Research Activity

令和3，4年度に収集した患者検体（末梢血リンパ球、血清）をもとに、患者の病期ごとのNK細胞機能、NK細胞活性化状態、可溶性ULBP2などの測定を引き続き行う。
患者分離ウイルスについては、その増殖能、感染能などの基礎的な検討と共に、次世代シークエンサーNGSによるウイルスゲノム解析を引き続き行い、ウイルスの生物学的特性や、NK細胞刺激能の原因となる遺伝子変化を検討する。さらに患者分離ウイルスを用いて、in vitro感染モデルを構築する。このための細胞(Cul-3)も入手済みである。このことによりCOVID-19患者における、1. 病期ごとのNK細胞機能の変化を明らかにし、2. その機序としての可溶性ULBP2-NKG2Dレセプター系の関与が明らかになると考えられる。