Dendritic cell-based systemic vaccination induces lung resident memory Th17 that contributes to long-term protection against pulmonary fungal infection

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K21644
• Research Institution: National Institute of Infectious Diseases
• Principal Investigator: 上野 圭吾 国立感染症研究所, 真菌部, 主任研究官 (10550220)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: Tissue Resident Memory / CD4+ Memory T cells / Cryptococcus gattii / vaccine / cytokine / fungal infection / granuloma / neutrophils

Outline of Annual Research Achievements

高度病原性真菌Cryptococcus gattiiは、クリプトコックス症の原因菌である。本菌に対する生体防御機構は十分に理解されていない。本研究では、本菌に対する感染制御機構を解明する目的で、樹状細胞 (DC)ワクチンを独自に開発し、その感染制御効果と作用機序を解析した。
マウス骨髄由来のDCにC. gattii莢膜欠損株の熱処理死菌を取り込ませてDCワクチンとし、感染前に14日間隔でマウスに2回静脈内投与した。次いでこのマウスに北米流行株R265を経気道感染させ、感染マウスの生存率や臓器内菌数を評価した。感染前後にける各種白血球のプロファイルは、フローサイトメトリーにて解析した。
移入したDCは肺に集積し、肺常在性記憶型Th17細胞 (Lung TRM17)を誘導した。Lung TRM17は免疫抑制剤FTY720で枯渇しない血管内染色陰性の集団であり、抗原再刺激に応答してIL-17Aを産生した。DCワクチン投与群では感染後の肺内菌数や生存率は有意に改善し、肺内におけるIL-17A産生も有意に増加した。この感染制御効果には持続性があり、Lung TRM17の長期維持と相関していた。さらに、FTY720投薬下でもDCワクチンによる感染制御効果は同様に観察されたが、IL-17A欠損マウスではその効果は有意に減弱した。感染7日目において、野生型マウスではDCワクチンの投与により好中球の有意な増加を認め、感染14日目の肺病理像では、菌体増殖を抑制するような多核巨細胞の形成が観察された。IL-17A欠損マウスでは、DCワクチンによる好中球の増加を認めなかった。
性状解析の結果は、Lung TRM17が新規記憶型T細胞であることを示唆している。また感染実験の結果は、高病原性肺クリプトコックス症の感染制御にLung TRM17が寄与することを示唆している。

Research Products

• [Journal Article] Immunization with Antigen-Pulsed Dendritic Cells Against Highly Virulent Cryptococcus gattii Infection: Analysis of Cytokine-Producing T Cells (2017)
  • Author(s): Ueno K, Urai M, Takatsuka S, Abe M, Miyazaki Y, and Kinjo Y
  • Journal Title: Methods Mol Biol. Volume: nd Pages: nd
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Evasion of Innate Immune Responses by the Highly Virulent <i>Cryptococcus gattii</i> by Altering Capsule Glucuronoxylomannan Structure. (2016)
  • Author(s): Urai M, Kaneko Y, Ueno K, Okubo Y, Aizawa T, Fukazawa H, Sugita T, Ohno H, Shibuya K, Kinjo Y, Miyazaki Y
  • Journal Title: Front Cell Infect Microbiol. Volume: 5 Pages: web
  • DOI: 10.3389/fcimb.2015.00101
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] クリプトコックス症の菌種による病態の違いと治療戦略 (2016)
  • Author(s): 中村 茂樹, 上野 圭吾, 宮﨑 義継
  • Journal Title: 化学療法の領域 Volume: 32 Pages: 1352-1359
• [Journal Article] クリプトコックス症の診断と治療 (2016)
  • Author(s): 宮﨑 義継, 中村 茂樹, 壇辻 百合香, 福田 惠子, 梅山 隆, 浦井 誠, 上野 圭吾, 金城 雄樹
  • Journal Title: 呼吸器内科 Volume: 30 Pages: 204-206
• [Journal Article] Dendritic Cell-Based Vaccine Against Fungal Infection. (2016)
  • Author(s): Ueno K, Urai M, Ohkouchi K, Miyazaki Y, and Kinjo Y
  • Journal Title: Methods Mol Biol. Volume: 1403 Pages: 537-549
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-3387-7_30
  • Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 病原性真菌クリプトコックスの病原性の解析とその応用: ワクチン開発から新規記憶型T細胞の同定まで (2017)
  • Author(s): 上野 圭吾, 浦井 誠, 大谷 淑子, 阿部 雅広, 髙塚 翔吾, 清水 公徳, 片岡 紀代, 齋藤 典子, 宮﨑 義継, 金城 雄樹
  • Organizer: 第9回 日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2017-03-21
  • Invited
• [Presentation] 高病原性真菌Cryptococcus gattiiの環境適応と免疫回避における莢膜合成の生理的意義 (2017)
  • Author(s): 大谷 淑子, 上野 圭吾, 浦井 誠, 清水 公徳, 片岡 紀代, 齋藤 典子, 宮崎 義継, 金城 雄樹
  • Organizer: 第90回 日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2017-03-20
• [Presentation] 樹状細胞ワクチンによる肺常在性記憶型Th17細胞の誘導: 高病原性クリプトコックス症をモデルとして (2017)
  • Author(s): 上野 圭吾, 浦井 誠, 髙塚 翔吾, 阿部 雅広, 大谷 淑子, 清水 公徳, 宮﨑 義継, 金城 雄樹
  • Organizer: 第90回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2017-03-19
• [Presentation] Dendritic cell-based systemic vaccination induces lung resident memory Th17 that contributes to long-term protection against pulmonary fungal infection (2016)
  • Author(s): Keigo Ueno, Shogo Takatsuka, and Yuki Kinjo
  • Organizer: The 45th Annual Meeting of the Japanese Society for Immunology
  • Place of Presentation: 沖縄
  • Year and Date: 2016-12-07
• [Presentation] 上野 圭吾, 金城 雄樹, 二木 芳人, 宮﨑 義継 (2016)
  • Author(s): 高病原性クリプトコックス症に対する樹状細胞ワクチンは、 長寿命の肺常在性記憶型T細胞を誘導する
  • Organizer: 第63回 日本化学療法学会東日本地方会
  • Place of Presentation: 新潟
  • Year and Date: 2016-10-27
• [Presentation] 肺常在性記憶型T細胞は高病原性クリプトコックス症の感染制御に寄与するか？ (2016)
  • Author(s): 上野 圭吾, 金城 雄樹, 浦井 誠, 栃木 直文, 篠崎 稔, 清水 公徳, 亀井 克彦, 大野 秀明, 二木 芳人, 澁谷 和俊, 宮﨑 義継
  • Organizer: 第60回 日本医真菌学会総会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2016-10-01
• [Presentation] 病原性真菌Cryptococcus gattiiに対する樹状細胞ワクチン -ワクチンが誘導する肺常在性CD4+記憶型T細胞は感染制御に寄与するか？- (2016)
  • Author(s): 上野 圭吾, 浦井 誠, 栃木 直文, 篠崎 稔, 高塚 翔吾, 澁谷 和俊, 宮﨑 義継, 金城 雄樹
  • Organizer: 第27回 日本生体防御学会総会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2016-07-09
• [Presentation] 肺クリプトコックス症に対する樹状細胞ワクチン: 感染制御効果の持続性に関する検討- (2016)
  • Author(s): 上野 圭吾, 金城 雄樹, 浦井 誠, 金子 幸弘, 亀井 克彦, 大野 秀明, 二木 芳人, 澁谷 和俊, 宮﨑 義継
  • Organizer: 第90回 日本感染症学会総会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2016-04-15