トリプトファン代謝制御を利用した慢性HBV感染症に対する治療的ワクチン療法の開発

• Project/Area Number: 22K08590
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 54030:Infectious disease medicine-related
• Research Institution: Fujita Health University
• Principal Investigator: 伊藤 弘康 藤田医科大学, 医学部, 教授 (80373075)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 哲也 名古屋大学, 医学系研究科(保健), 教授 (10288508) ; 安藤 達也 藤田医科大学, 医学部, 助教 (50796068) ; 齋藤 邦明 藤田医科大学, 保健学研究科, 教授 (80262765)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: HBV / トリプトファン代謝 / ワクチン / ワクチン療法

Outline of Research at the Start

本申請研究課題では、はじめにワクチン(HBsタンパク+各種アジュバンド)接種後のトリプトファン代謝の動態を検討する。その後、各種トリプトファン代謝酵素の遺伝子改変マウスまたは阻害剤の投与によりトリプトファン代謝を制御する中で、ワクチン接種後のHBV特異的免疫応答の検討を行う。得られた結果を用いてHBV感染モデルマウスに対して、適切なトリプトファン代謝制御下でのワクチン療法の抗ウイルス効果を検討する。さらに、HBs抗原ワクチン接種後のヒトサンプルを用いてトリプトファン代謝産物の抗原特異的免疫応答への影響も検討する。

Outline of Annual Research Achievements

慢性のHBV感染症は、肝硬変・肝臓癌へと進展する予後不良な感染症であるが、現在のところHBVを完全に排除する治療法は確立されていない。HBV感染症では、宿主のHBVに対する免疫応答が低下していることが知られておりこの免疫寛容状態を打破することによりHBVの排除が期待できる。そのため、効果的なワクチン療法が期待されるが免疫チェックポイントの制御が重要であると考えられる。近年、トリプトファン代謝産物が様々な免疫抑制作用を有していることが報告されており、本申請研究課題ではこの代謝経路の制御により強力なHBVに対する免疫応答の誘導をHBV感染モデルマウスを用いて確立することを目標とする。本年度は、ワクチン接種後のトリプトファン代謝の動態を検討することができた。トリプトファン代謝産物は、質量分析器および高速液体クロマトグラフィーを使用して測定した。キヌレニン経路の代謝産物（トリプトファン（TRP:）、キヌレニン（KYN）、3-ヒドロキシキヌレニン（3-HK）、キノリン酸（QUIN）、キヌレン酸（KYNA）、アントラニル酸（AA）、キサンツレン酸（XA）などをワクチン接種前後にて検討を行った。これにより、KYN、KYNA、AAが抗原特異的免疫応答の誘導制御に関与する可能性が考えられた。また、KMOノックアウトマウス、KAT-IIノックアウトマウスを用いてワクチンの効果の検討を行った。血清中のHBsAbの測定、ELISPOTアッセイを用いた脾細胞でのHBV関連抗原に対するIFN-γ産生能の解析、フローサイトメーターでの抗原特異的CD4およびCD8T細胞解析、標的因子となる代謝産物の特定などを行い、KMOおよびKAT-IIが抗原特異的免疫応答の樹立に関与していることを見出した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

計画1）昨年度に未実施であった質量分析器および高速液体クロマトグラフィーを用いたキヌレニン経路の代謝産物（トリプトファン（TRP:）、キヌレニン（KYN）、3-ヒドロキシキヌレニン（3-HK）、キノリン酸（QUIN）、キヌレン酸（KYNA）、アントラニル酸（AA）、キサンツレン酸（XA）を行った。これにより、KYN、KYNA、AAが抗原特異的免疫応答の誘導制御に関与する可能性が考えられた。
計画２）では、初年度で行ったKMO阻害剤またはKAT-II阻害剤の検討に引き続き、KMOノックアウトマウス、KAT-IIノックアウトマウスを用いてワクチンの効果の検討を行った。血清中のHBsAbの測定、ELISPOTアッセイを用いた脾細胞でのHBV関連抗原に対するIFN-γ産生能の解析、フローサイトメーターでの抗原特異的CD4およびCD8T細胞解析、標的因子となる代謝産物の特定など十分な検討ができた。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、主にHBV感染モデルマウス（HBVトランスジェニック（Tg）マウス）を使用した検討を行う。阻害剤やノックアウトマウスに実施した処置をHBVTｇマウスに行う。特に、抗原特異的免疫応答に関与する可能性のあるKYN、KYNA、AAを野生型マウスおよびHBVTgマウスに投与しワクチン効果の検討を行う。解析は、HBV特異的液性免疫応答の解析（血清中HBs抗体測定など）や細胞性免疫応答の解析（ELISPOTアッセイによる抗原特異的IFN-γ産生能の検討など）、肝臓の組織学的検討（炎症の程度や浸潤細胞の検討）や血清および肝内のHBs抗原量の測定、血清中の代謝産物測定を行う。