炭疽菌毒素を用いたワクチンデリバリーシステムの構築

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12660267
• Research Institution: OBIHIRO UNIVERSITY OF AGRICULTURE AND VETERINARY MEDICINE
• Principal Investigator: 白幡 敏一 帯広畜産大学, 畜産学部, 教授 (90003110)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 度会 雅久 帯広畜産大学, 畜産学部, 助手 (40312441) ; 牧野 壯一 帯広畜産大学, 畜産学部, 助教授 (30181621)
• Keywords: 炭疽菌 / ワクチン / 毒素 / デリバリー

Research Abstract

炭疽菌の毒素は、本菌の主要な病原因子の一つであり、それぞれ独立した遺伝子に支配されている防御抗原(PA)、浮腫因子(EF)、致死因子(LF)から成る。EFもしくはLFは、PAと共存して初めて毒素として活性化されるという特徴を持つ。これらの毒素による宿主細胞への傷害作用過程は、分子量83KDのPAが先ず宿主細胞に結合し、次に宿主由来プロテアーゼにより20MD部分がPAから離れ、活性型のPA63になる。その後、EFもしくはLFは、細胞結合性のPA63を介して、即ち、EFもしくはLFとPA63との結合体が細胞内に取り込まれ、初めて毒性を発揮する。LFの場合、N-末から255アミノ酸残基(LF255)領域がPA63への結合部位で、それ以降の領域が致死活性を有している。即ち、LF255は毒性を持たず、LF255と外来の遺伝子産物との融合タンパクを作成すれば、PAの存在下で融合タンパクは真核細胞内に取り込まれる。この様な細菌毒素の細胞内侵入機構を利用して、抗原のデリバリーや癌細胞等をターゲットにしたイムノトキシンの開発が試みられている。このシステムはウィルスや細胞内寄生菌、原虫などに対する感染防御法として期待できる。本課題はこのデリバリーシステムを家畜感染症に応用しようとするものである。モデル系として人畜共通感染症の病原体であるサルモネラやトキソプラズマ等のT細胞エピトープを考えている。最終的には、牛やニワトリなどでの実用性を検討し、結果的にヒトを含めた多くの感染症の予防に結びつく成果をあげる基礎データを得るのが本研究の目的である。先ずベクター作りから初め、サルモネラの鞭毛遺伝子を用いて、サルモネラのワクチンへのアプローチを行った。その結果有意差を持って防御効果があることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] H.I. Cheun, S-I. Makino, M. Watarai, T. Shirahata, I. Uchida, and K. Takeshi.: "A simple and sensitive detection system of Bacillus anthracis in meat and tissue"J Appl Microbiol.. 91. 421-426 (2001)
• [Publications] S-I. Makino, H.I. Cheun, M. Watarai, I. Uchida, and K. Takeshi.: "Detection of anthrax spores from the air using real-time PCR"Lett. Appl. Microbiol.. 33. 237-240 (2001)
• [Publications] Y. Tamada, Y. Nakaoka, K. Nishimori, A. Doi, T. Kumaki, N. Uemura, K. Tanaka, S-I, Makino, T. Sameshima, M. Akiba, M. Nakazawa, and I. Uchida.: "Molecular typing and epidemiological study of Salmonella enterica serotype Typhimurium isolates from cattle by fluorescent amplified-fragment length polymorphism fingerprinting and pulsed-field gel electrophoresis"J. Clin. Microbiol.. 39. 1057-1066 (2001)
• [Publications] S-I. Makino, M. Watarai, H. Tabuchi, T. Shirahata, H. Furuoka, Y. Kobayashi and Y. Takeda.: "Genetically modified shiga toxin 2e(Stx2e) producing Escherichia coli is a vaccine candidate for porcine edema disease"Microb. Pathog.. 31. 1-8 (2001)
• [Publications] H. Asakura, O. Tajima, M. Watarai, T. Shirahata, H. Kurazono and S. Makino.: "Effects of rearing conditions on the colonization of Salmonella enteritidis in the cecum of chicks"J. Vet. Med. Sci.. 1221-1224 (2001)
• [Publications] Ogushi, K, Wada, A, Niidome, T., Mori, N., Oishi, K., Nagatake, T., Takahashi, A., Asakura, H., Makino, S-I., Hojo, H., Nakahara, Y., Ohsaki, A., Hatakeyama, T., Aoyagi, H., Kurazono, H., Moss, J. & Hirayama, T.: "Salmonella enteritidis FliC(flagella filament protein) induces human b-defensin-2(hBD-2) mRNA production by Caco-2 cells. J. Biol. Chem."J. Biol. Chem.. 30521-30526 (2001)