クリプトスポリジウムによる子牛下痢症の根絶を目指した次世代弱毒誘導ワクチンの創出

• Project/Area Number: 21K19192
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 42:Veterinary medical science, animal science, and related fields
• Research Institution: Osaka Metropolitan University (2022); Osaka Prefecture University (2021)
• Principal Investigator: 松林 誠 大阪公立大学, 大学院獣医学研究科, 教授 (00321076)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松尾 智英 鹿児島大学, 農水産獣医学域獣医学系, 准教授 (50383667)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: クリプトスポリジウム / ワクチン / 寄生適応 / 弱毒 / 牛 / 子牛

Outline of Research at the Start

クリプトスポリジウムは子牛の消化管粘膜に寄生し、激しい水様性下痢を引き起こす原虫であり、現在も有効な駆虫薬、予防薬は開発されていない。また一方で、原虫の侵入や増殖プロセスは複雑であり、わずか数種の原虫分子による免疫付与では部分的な感染防除しか誘導されず、また効果的な粘膜免疫を惹起する方法にも大きな弊害がある。我々は牛由来株がマウスにも感染が成立する事、また数十代の継代によりその感染性および病態が変化することを見出した。寄生性および病原性の変化を全ゲノム解析により各責任遺伝子を決定し、宿主変換および馴化による非遺伝子操作による病原性減弱株の作出に挑戦し、粘膜免疫における新規惹起方法の開発を行う。

Outline of Annual Research Achievements

クリプトスポリジウムは子牛に感染し、致死性の下痢症を引き起こす。下痢便と共に多量に排出されるオーシストは、各種消毒剤に抵抗性を有し、環境中で感染性を保持した状態で長期間生存可能である。生産現場において、本原虫の清浄化は極めて難しい。また、現在のところ、著効を示す薬剤は開発されておらず、そのために生産現場においては難治性の下痢に伴う脱水症状への対策等、対症療法が主体となっている。一方で感染に耐過した個体は本原虫による再感染に抵抗を示すことが分かっている。防除はワクチンによる免疫付与が有効であると考えられているが、未だその手法は確立していない。本研究課題では、クリプトスポリジウム原虫について、国内株で全ゲノム解析を実施し、国内株に対するリファレンスとなるゲノム情報を構築する。さらに、国内株、さらに株間でその多様性を明らかにする。そして、クリプトスポリジウムの他種動物への寄生適応現象に焦点をあて、他種動物による継代を行い、本来の宿主に対して寄生性が低下した原虫株を非遺伝子改変により作出し、安全な弱毒誘導型生ワクチンの創出に挑戦する。
本年度は、昨年度に構築した下痢便から原虫を得るための超精製法を用いて、北海道と鹿児島の発症子牛からそれぞれ3株の原虫を得た。6株について全ゲノム解析を実施し、開示されている海外の全ゲノム情報をリファレンスとして解析を行った。その結果、日本国内の株間で共通またはその株特有の多型を有する箇所を特定することができた。現在、その多型の内容について精査している。そのうち1株についてはマウスにより継代を行い、継代途中の株についても全ゲノム解析を行っている。また、国内の株に対するリファレンスとなる全ゲノム情報を得るために、少数投与によるクローニングを行い、全ゲノム解析を実施している。in vitro での培養についても条件検討が終了し、現在、感染試験を行っている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

国内野外株を複数確保し、さらに国内のリファレンス株についてもゲノム解析を完了でき、国内の株間で多型等を解析できた。また、マウスへ感染試験も成功し、現在、継続して継代を実施中である。in vitro での培養についても条件検討が完了した。

Strategy for Future Research Activity

次年度も継続してゲノム解析およびマウスでの継代を実施し、感染モデルを用いて免疫原性を評価する予定である。