2021 Fiscal Year Annual Research Report

ポリ酪酸ビニルナノ粒子を用いた抗アレルギーワクチンの合理的設計

Research Project

Project/Area Number	20J21770
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	LI SHUNYI 九州大学, システム生命科学府, 特別研究員(DC1)
Project Period (FY)	2020-04-24 – 2023-03-31
Keywords	アレルギー治療 / 免疫寛容 / 高分岐マンナン被覆ナノ粒子
Outline of Annual Research Achievements	本年度に、「腸内のディスバイオーシスの予防を目指した腸内細菌叢を保護する抗生物質の経口投与法の開発」の研究は完了した。論文の投稿は終わり、Biomaterials Scienceに発表した。第37回日本DDS学会と第43回日本バイオマテリアル学会大会&第8回アジアバイオマテリアル学会にこの研究について、口頭発表とポスト発表を行った。現在、「アレルギー治療の効率化を目指した高分岐マンナン被覆アレルゲンの開発」の研究を進んでいる。本年度には、マンノプロテインのタンパク質部とアレルゲンタンパク質のオボアルブミン（OVA）の間の疎水性相互作用を利用することで、これを高分岐マンナンで被覆し、コアがジスルフィド結合で架橋されたナノ粒子(Man-D-OVA NP)を開発した。この方法では、T細胞エピトープを破壊することなく、IgE抗体との結合を回避することによって、安全性を上がることを目指している。また、樹状細胞のマンノース受容体とDC-SIGNをターゲットし、抗原の送達効率を上がることで、高効率で制御性T細胞（Treg）を誘導できると期待される。現在、in vitroで、Man-D-OVA NPの物性、Man-D-OVA NPで寛容性樹状細胞とTregの誘導を確認した。アレルギーマウスモデルで、Man-D-OVA NPの安全性を確認した。Man-D-OVA NPは抗OVAIgE、IgG1、IgG2aと反応しないことを確認した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年度に、「腸内のディスバイオーシスの予防を目指した腸内細菌叢を保護する抗生物質の経口投与法の開発」の論文を投稿し、追加実験を行い、Biomaterials Scienceに発表した。アレルギーを治療する研究について、計画はOVAを内包したOVA-ポリ酪酸ビニル(PVBu)ナノ粒子を調製し、ナノ粒子の経口投与により、腸内で酪酸(免疫寛容誘導物質)を放出し、Tregを誘導することでアレルギーを治療することでした。しかし、PVBu粒子から酪酸の放出率が低いことを見出した。in vivoの実験では、PVBuナノ粒子はTregを誘導する効率が低かった。また、PVBuナノ粒子の調製中に、毒性がある有機溶媒を使った、それは今後の応用にとって不利と考える。そこで、調製簡単、効率的に免疫寛容を誘導でき、安全性高いナノ粒子のデザインは必要と考える。今年度に、マンノプロテインのタンパク質部とアレルゲンタンパク質のOVAの間の疎水性相互作用を利用することで、これを高分岐マンナンで被覆し、コアがジスルフィド結合で架橋されたMan-D-OVA NPを開発した。IgE抗体との結合を回避することによって、安全性を上がることを目指している。また、マンノプロテインは樹状細胞のマンノース受容体とDC-SIGNをターゲットし、抗原の送達効率を上がることで、高効率でTregを誘導できると期待さる。現在、in vitroで、Man-D-OVA NPで寛容性樹状細胞とTregの誘導を確認した。アレルギーマウスモデルで、Man-D-OVA NPの安全性を確認した。今年度には、マウスにMan-D-OVA NPを皮下注射と経口投与し、アレルギーの予防と治療の効果を評価する。
Strategy for Future Research Activity	「アレルギー治療の効率化を目指した高分岐マンナン被覆アレルゲンの開発」の研究は今年度の課題である。今後、Man-D-OVA NPでアレルギーを治療しる効果を評価し、論文の執筆を行う。実験の内容は、アレルギーマウスモデルを用いて、Man-D-OVA NPを皮下注射と経口投与し、それぞれのアレルギーの治療効果を評価する（血清中の抗体濃度、気管支肺胞洗浄液中の細胞数と細胞種類、肺組織切片と染色、腸内Treg、寛容性樹状細胞の同定）。また、人末梢血単核細胞(PBMC)を用いて、Man-D-OVA NPを人寛容性樹状細胞とTregの誘導を評価する。