2021 Fiscal Year Annual Research Report
接種した細菌の生死をコントロールできる高効率・高安全性生ワクチンの開発
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20H03158
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
加藤 祐輔 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, グループ長補佐 (60214409)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江口 正浩 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 動物衛生研究部門, グループ長補佐 (00312215)
長澤 裕哉 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 動物衛生研究部門, 研究員 (20759352)
林 智人 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 動物衛生研究部門, グループ長 (90297630)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 細菌生ワクチン / 弱毒化 / 大腸菌 / サルモネラ属菌 / 生物学的封じ込め / 非天然アミノ酸 / 乳房炎 / 家畜サルモネラ症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今後のワクチン株の改良手段として、遺伝子組換え生物にあたらない生死コントロール株の作出法を検討した。現状で用いている生死コントロール法は、外来遺伝子である毒素-抗毒素遺伝子、およびアミノアシルtRNAシンテターゼおよびtRNA遺伝子からなる非天然アミノ酸組み込みのための遺伝子セットをプラスミドとして病原細菌に導入するため、遺伝子組換え微生物となり、使用には法的規制の障壁が生じる。そこで、外来遺伝子の導入を必要とせず、作出するワクチン株が遺伝子組換え生物に該当しない生死コントロール法の開発を行った。その結果、人工的に修飾された栄養素の存在によってのみ生存できる細菌の作出に成功した。また、遺伝的に安定して後代に伝達される生死コントロール遺伝回路を考案し、その概念実証に成功し た 。
生死コントロールできるサルモネラ属菌のワクチン株の免疫誘導能についてマウスで検証した。親株である強毒性サルモネラ属菌の接種では、末期にサイトカインストームが発生し、死に至る。ワクチン株の接種により、死亡の原因であるサイトカインストームを抑止することが、新たに見出された。
大腸菌においては、皮下接種により抗大腸菌LPS抗体の強い誘導が認められた。その強度は死菌ワクチンに比べて、著しく高かった。また、感染実験においては、強い死亡阻止効果が認められた。症状の発現度を詳しく比較したところ、無接種および死菌ワクチン接種した個体に比べて、生死コントロールワクチン接種したものは最も軽症だった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
初年度にCOVID-19が流行し、研究活動が制限された。そのため、研究計画は、全体的に延べ送りになっている。遅れを取り戻すように、計画の実施速度を当初の想定以上に上げることを試みたが、十分には取り戻せていない。
上記のように、スケジュール的には遅れているが、計画の進行自体は、想定どおりに進んでいる。大腸菌およびサルモネラ属菌に対して、非天然アミノ酸により毒性の発現が制御される２ないし３つの毒素ー抗毒素を組み込んだワクチン試験株を構築し、抗体・サイトカインの産生および感染防御・死亡阻止を指標に、ワクチン効果の検証を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
遺伝子組換え生物にあたらない生死コントロール株の作出法については、対象微生物を安定的に増殖させる技術を開発する。遺伝的に安定な生死コントロール遺伝回路については、用いる致死性遺伝子の同定を進めて、より高い性能を模索する。
サルモネラ属菌ワクチンについては、引き続き抗体・サイトカイン誘導、および死亡阻止効果などを指標に、ワクチン効果の検証を進める。
大腸菌ワクチンについては、サイトカイン分析などにより、生死コントロールワクチンの優位性をさらに検証する。
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