ウイルスの遺伝子多様性を克服するオリゴアルギニン固定化高分子を用いた粘膜免疫誘導

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K08210
• Research Institution: Setsunan University
• Principal Investigator: 佐久間 信至 摂南大学, 薬学部, 教授 (80388644)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 毛利 浩太 国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, 研究員 (30723697) [Withdrawn] ; 馬場 昌範 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (70181039) ; 鵜川 真実 摂南大学, 薬学部, 助教 (50735511)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ワクチン / 粘膜免疫 / インフルエンザウイルス / 膜透過ペプチド / オリゴアルギニン固定化高分子

Outline of Annual Research Achievements

研究代表者らは、膜透過ペプチドのオリゴアルギニンを側鎖に化学結合させた新規高分子を創製し、ウイルスや細菌の遺伝子多様性を克服する世界初の粘膜投与型ワクチンのアジュバントとしての同高分子の臨床応用を目指している。助成初年度（平成28年度）、本技術の臨床応用への障害となる高分子プラットフォームの生体内非分解性と免疫誘導に必要な投与回数の多さ（毎週4回投与）の解決に取り組み、生体成分のヒアルロン酸を支持体とする生分解性のテトラグリシンL-オクタアルギニン固定化ヒアルロン酸（第2世代と定義）とインフルエンザウイルス抗原を4週間あけてマウス鼻腔内に2回投与することにより、目的とする抗体価が得られることを明らかにした。今年度は、感染実験（投与抗原と異なるウイルス株に対する感染実験）に用いる抗原の選定を行った。臨床で用いられているインフルエンザウイルスHAワクチン（ウイルスエンベロープのヘマグルチニン（HA）タンパク質からなる抗原）を優先して検討したが、同ワクチンで誘導された抗体は投与抗原に対する反応性は非常に強いものの投与抗原と異なるウイルス株に対する交差反応性に乏しいことが判明した。理由は不明であるが、この結果を受けて、不活化したウイルス全粒子を投与抗原に用いることに決定した。別に、本ヒアルロン酸誘導体の免疫誘導機構を検討した。その結果、非分解型のD-オクタアルギニン固定化ビニルポリマー（第1世代）と異なり、マウスにおける抗原の鼻粘膜滞留作用や樹状細胞などへの抗原の取り込み促進作用は見られなかった。本ヒアルロン酸誘導体は生分解性であることから、これらの動物/細胞実験中に分解が進行している可能性が示唆された。また、本ヒアルロン酸誘導体とD-オクタアルギニン固定化ビニルポリマーとの安全性をマウス鼻粘膜への刺激性で評価した結果、前者の生分解性材料の優れた安全性が確認された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

平成29年度の計画は、テトラグリシンL-オクタアルギニン固定化ヒアルロン酸をアジュバントとして用いた感染実験であり、感染実験の成功を通して、投与抗原と異なるウイルス株に対する感染予防効果を実証する予定であった。本技術のより早期の臨床応用を目指して、臨床で使用されているインフルエンザHAワクチンを投与抗原として用いることを優先したが、同ワクチンの乏しい交差反応性を予測できず、結果として投与抗原の選定に時間を要し、平成29年度中に感染実験を実施できなかった。一方、非分解型のD-オクタアルギニン固定化ビニルポリマーに用いた方法で本ヒアルロン酸誘導体の免疫誘導機構の検討を行い、現時点では未解明であるが、従来法では評価が難しく、高感度な評価法を用いて抗原や本ヒアルロン酸誘導体の動態を評価する必要性を確認するに至った。あわせて、平成30年度の計画に含まれる本ヒアルロン酸誘導体の安全性を先行評価し、D-オクタアルギニン固定化ビニルポリマーよりも安全性に優れることを実証した。なお、感染実験については、既に委託先との最終調整段階に入っており、平成30年度上期中に実施する予定である。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度は、感染実験を通して、投与株と異なるウイルス株に対する感染予防効果を実証する。ウイルス抗原は不活化インフルエンザウイルス全粒子（具体的にはA/New Caledonia/20/99 IVR116株、評価実績あり）、膜透過ペプチド固定化高分子は生分解性のテトラグリシンL-オクタアルギニン固定化ヒアルロン酸を用いる。投与回数は2回とする。感染実験の詳細は研究分担者の鹿児島大学難治ウイルス病態制御研究センターの馬場昌範教授と議論し、ウイルス抗原投与群（コントロール）、ウイルス抗原及び膜透過ペプチド固定化高分子投与群、抗原も高分子も投与しない群（コントロール）の3群比較でおおむねまとまっている。感染実験は、投与株と同じウイルス株に対する感染実験で過去に委託実績のある北里環境科学センターで実施する。感染実験を成功に導き、ウイルスの遺伝子多様性を克服する画期的な粘膜投与型ワクチンのアジュバントとなることを実証する。また、連携研究者が所属する（株）ADEKAライフサイエンス材料研究所と協働し、本技術の事業化を目指して、テトラグリシンL-オクタアルギニン固定化ヒアルロン酸のGMP製造やGLP毒性試験など、レギュレーション対応の検討も開始する。

Causes of Carryover

次年度使用額が生じた理由：平成29年度に計画していた感染実験（委託）を平成30年度に延期したため。
使用計画：感染実験の委託費として使用する。

Research Products

• [Presentation] A potential of L-octaarginine-linked hyaluronic acid as an adjuvant for mucosal vaccination (2017)
  • Author(s): Sohei Tanishita, Haruya Yagi, Kohta Mohri, Hironori Kumagai, Kohei Miyata, Kyohei Ochiai, Ken-ichiro Hiwatari, Koichi Shigeno, Etsuo Tobita, Tomofumi Uto, Masanori Baba, Shinji Sakuma
  • Organizer: 44th Annual Meeting & Exposition of the Controlled release Society
  • Int'l Joint Research