2018 Fiscal Year Research-status Report
Development of anthrax vaccine based on structural information of toxins
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18K19436
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
東 秀明 北海道大学, 人獣共通感染症リサーチセンター, 教授 (20311227)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | タンパク質分子立体構造 / 人工分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
炭疽の予防法として、現在、無莢膜弱毒炭疽菌の芽胞懸濁液が、動物用炭疽生ワクチンとして世界で広く利用されている。このワクチンは、動物において炭疽予防に一定の効果を示す一方、ヒトに対しては重篤な副作用を示す。一部の国では、炭疽菌毒素Protective antigen（PA）を利用した無細胞炭疽ワクチンをヒトに使用しているが、抗原性が低く、その実用性は極めて低い。そこで新規ヒト炭疽ワクチンの開発を目的として、炭疽菌PAの多量体構造情報を基にワクチン抗原として人工分子を設計した。人工分子の調製は、大腸菌により組換え体タンパク質として発現させ、高度精製タンパク質を大量調製する事に成功した。次に、精製人工分子をin vitro で2量体化し、多量体PA分子の立体構造を示す分子を調製後、マウスを用いた免疫試験に用いた。マウスを用いた免疫原性試験において人工分子の抗原性は確認されたが、さらに免疫効果を高めるため、メルボルン大学で開発されたアジュバントが人工分子抗原のワクチン効果に与える影響に関して検討を始めた。加えて、PA分子の表面構造を構成し、抗原性が高いと予測された構造部位を短鎖修飾ペプチドで再現し、そのペプチドを用いた炭疽ワクチン開発への新たなアプローチに着手した。メルボルン大学において炭疽毒素中和試験法を実施するとともに、修飾ペプチドの抗原性の評価を実施し、2量体人工分子ならびに一部の短鎖ペプチドにおいて中和抗体誘導能が確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究においては、動物を用いた免疫試験を行うことが必要であり、設計された人工分子の大量かつ高度に精製された試料が必須である。この点において、当初の目標をはるかに上回る試料の調製に成功した。また、人工分子の試験管内多量体化反応においても、予想された結果を得ることができた。加えて、人工分子の免疫原性がマウスにおいて確認され、初期の研究計画の概ねを達成することができたと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
a) In silico 分子計算によって作出された人工抗原分子の立体構造を、高分子NMR解析、X線構造解析の手法によって決定し、in silico 分子設計の妥当性を検証する。得られた検証結果を基にin silico分子設計の精度向上を試みる。
b) 抗体価の上昇が見られたマウスを用い、当センターまたは北大ザンビア拠点BSL3施設における動物感染実験へ移行し、B. anthracis感染への防御効果を検討する。
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| Causes of Carryover |
当初、共同研究先であるメルボルン大学で使用する試薬及び消耗品は、本学で購入、負担する予定であったが、平成30年度は先方が所有していた物品により研究が実施されたため、予算の執行額が予定より少額となり、残額を次年度使用とした。
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[Journal Article] A novel sequence type in Bacillus cereus strains associated with nosocomial infections and bacteremia in Japan2019
Author(s)
Akamatsu R, Suzuki M, Okinaka K, Sasahara T, Yamane K, Suzuki S, Fujikura D, Furuta Y, Ohnishi N, Esaki M, Shibayama K, Higashi H
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Journal Title
Emerg Infect Dis
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed
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