Elucidation of HBV Survival Strategy by Inducing Host Immune Exhaustion Using Innovative Animal Models

• Project/Area Number: 22K19528
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 53:Organ-based internal medicine and related fields
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 小玉 尚宏 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (10623275)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
• Keywords: HBV / マウスモデル / T細胞疲弊 / B型肝炎 / 免疫疲弊

Outline of Research at the Start

Hepatitis B virus(HBV)は世界最大規模のウイルス感染症であり、現行治療では体内からのウイルス排除は困難である。HBVによる疲弊誘導を介した宿主免疫系からの逃避は慢性化の要因であり、根治を目指した創薬の重要な標的となりうる。しかしHBV感染初期から慢性化に至る過程において、経時的に宿主免疫動態変化を観察できる動物モデルが存在しないため、HBV免疫逃避機構は未だ不明な点が多い。本研究はHBVによる慢性肝炎・肝線維化・肝発癌そしてHBV特異的細胞傷害性Tリンパ球の免疫疲弊が生じる新たな動物モデルを用いて、その解明と体内からのHBV完全排除を目指した新たな治療法の開発を目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、Hepatitis B virus(HBV)による慢性肝炎・肝線維化・肝発癌、そしてHBV特異的細胞傷害性Tリンパ球（CTL）の免疫疲弊が生じる新たな動物モデルを用いて、免疫疲弊誘導を介したHBV生存戦略の分子機序を解明し、HBVの体内からの完全排除を目指した新たな治療法を開発することを目的とした。ニチシノン補給に肝細胞の生存を依存するフマリルアセト酢酸ヒドラーぜ（FAH）欠損マウス（BL6由来）の肝臓に、FAHのcDNAとHBVをタンデムに組み込んだSleeping Beauty（SB）トランスポゾンベクターを尾静脈急速静注法（HVTi法）で導入し、ニチシノンを中止することで、免疫能を保持しながらHBVが肝細胞から排除されない新たなB型慢性肝炎モデルマウスを作出した。このマウスでは、HBVの肝内持続感染・ウイルス血症とそれに伴う慢性肝炎が10ヶ月以上持続し、CTLが経時変化と共に疲弊し、それに比例してウイルス血症の増悪が認められ、B型慢性肝炎患者における免疫動態が模倣されていた。同マウスの肝臓から単核球を単離しシングルセルRNA-seq解析を実施した。その結果、HBVマウスでコントロールマウスと比べて、CTLクラスターの中で、PD-1高発現の疲弊CTLの頻度が有意に増加していた。また、HBVマウスではNK細胞の活性化並びにマクロファージの機能異常が認められた。以上より、これらの免疫異常がHBV持続感染並びに慢性肝障害に関与している可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

予定されていたマウスモデルを用いた肝内免疫動態解析が終了しており、順調に進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

B型肝炎マウスモデルを用いて、免疫細胞の除去並びにIFNなどの既存の治療を実施し、ウイルス量の変化や免疫動態の変化を解析することで、免疫疲弊誘導を介したHBV生存戦略の分子機序を解明する。

Research Products

• [Journal Article] Inhibition of nonhomologous end joining‐mediated <scp>DNA</scp> repair enhances <scp>anti‐HBV CRISPR</scp> therapy (2022)
  • Author(s): Murai Kazuhiro、Kodama Takahiro、Hikita Hayato、Shimoda Akiyoshi、Fukuoka Makoto、Fukutomi Keisuke、Shigeno Satoshi、Shiode Yuto、Motooka Daisuke、Higuchi Yuichiro、Miyakawa Kei、Suemizu Hiroshi、Ryo Akihide、Tahata Yuki、Makino Yuki、Yamada Ryoko、Sakamori Ryotaro、Tatsumi Tomohide、Takehara Tetsuo
  • Journal Title: Hepatology Communications Volume: 6 Issue: 9 Pages: 2474-2487
  • DOI: 10.1002/hep4.2014
  • Peer Reviewed
• [Presentation] B型肝炎根治を目指したCRISPR/Cas9によるウイルスゲノム切断とDNA 修復経路阻害併用療法の開発 (2022)
  • Author(s): 村井一裕、小玉尚宏、竹原徹郎
  • Organizer: 第58回日本肝臓学会総会
• [Presentation] 免疫系を保持した新規B型慢性肝炎モデルマウスを用いたTLR7アゴニストの治療効果の検討 (2022)
  • Author(s): 滋野 聡、小玉 尚宏、竹原 徹郎
  • Organizer: 第58回日本肝臓学会総会
• [Presentation] 免疫系を保持する新規B型慢性肝炎モデルマウスの作成と免疫応答解析 (2022)
  • Author(s): 滋野 聡、小玉 尚宏、村井 一裕、山田 涼子、疋田 隼人、阪森 亮太郎、巽 智秀、竹原 徹郎
  • Organizer: 第59回日本消化器免疫学会総会
• [Presentation] CRISPR/Cas9によるHBVゲノム切断とDNA 修復経路阻害併用によるB型肝炎根治を目指した新規HBV治療の開発 (2022)
  • Author(s): 村井一裕, 小玉尚宏, 竹原徹郎
  • Organizer: JDDW2022
• [Presentation] Olaparib enhances the anti-viral effect of CRISPR/Cas9 therapy targeting HBV genome via NHEJ-mediated DNA repair machinery (2022)
  • Author(s): Kazuhiro Murai, Takahiro Kodama, Hayato Hikita, Emi Sometani, Jihyun Sung, Akiyoshi Shimoda, Makoto Fukuoka, Satoshi Shigeno, Yuki Tahata, Akira Nishio, Ryoko Yamada, Ryotaro Sakamori, Tomohide Tatsumi, Tetsuo Takehara
  • Organizer: AASLD The Liver Meeting
  • Int'l Joint Research