Application of a viral vector to develop anti-poultry red mite vaccines targeting antigens expressed on the plasma membrane of midgut cells

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K21357
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 村田 史郎 北海道大学, 獣医学研究院, 准教授 (10579163)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: ワクモ / 外部寄生虫 / マレック病 / マレック病ウイルス / 組換えウイルス / 組換えワクチン / 弱毒生ワクチン / ウイルスベクター

Outline of Annual Research Achievements

ワクモ（鳥類の外部寄生虫）による吸血被害は、世界中の養鶏場で深刻な問題となっている。最近では薬剤に耐性を示すワクモの出現により、薬剤に変わる新規防除法が求められており、その一つとしてワクチンが注目されている。本ワクチンは、ワクモの生理機能に重要な分子を抗原として免疫し、血液に含まれる抗体を吸血したワクモに致死的影響を与えることを作用機序としており、腸管の細胞膜上に発現する分子は最も影響を受けやすいと考えられる。しかし多くの場合、複数回膜貫通型や大きな細胞外領域を持ち、組換えタンパク質の作製には困難が予想される。そこで本研究では、ウイルスベクターを用いて、ウイルス感染細胞に細胞膜タンパク質としてワクチン抗原を発現させるワクチンの作製を目的とした。複数の細胞膜上に発現が予想される分子を同定し、そのうちadipocyte plasma membrane-associated protein (APMAP)と銅トランスポーターについて、腸管における発現を確認した。各抗原のニワトリ免疫血漿をワクモに吸血させたところ、いずれも死亡率を増加させ、特にAPMAPに高い効果が確認され、より適した抗原であると考えられた。また、ウイルスベクターとして用いるマレック病ウイルスゲノム中で、抗原遺伝子の挿入に適した部位の検討を行った。4つのウイルス遺伝子 (meq, gB, gD, thymidine kinase) との置換による挿入を検討したところ、組換えウイルスは再構成されたが、発現量が低かった。次にUL45-UL46のintergenic regionへ発現カセットを挿入したところ、ウイルスの再構成が認められなかった。そのため、有効な免疫応答を誘導するためには、適したプロモーターの選定による抗原の発現量増加や適したウイルス株の選定が求められ、現在は七面鳥ヘルペスウイルスの応用を検討している。

Research Products

• [Journal Article] Investigation of peripheral blood responses in chickens infested with Dermanyssus gallinae. (2023)
  • Author(s): Fujisawa S, Murata S, Sato T, Oishi E, Taneno A, Konnai S, Ohashi K.
  • Journal Title: Parasitology International Volume: 95 Pages: 102754
  • DOI: 10.1016/j.parint.2023.102754
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analysis of gene expression in poultry red mite, Dermanyssus gallinae, by RNAscope in situ hybridization. (2023)
  • Author(s): Seo H, Murata S, Ichii O, Namba T, Win SY, Sato T, Oishi E, Taneno A, Maekawa N, Okagawa T, Konnai S, Ohashi K.
  • Journal Title: Journal of Veterinary Medical Science Volume: 85 Pages: 532～535
  • DOI: 10.1292/jvms.22-0544
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Potential of ferritin 2 as an antigen for the development of a universal vaccine for avian mites, poultry red mites, tropical fowl mites, and northern fowl mites (2023)
  • Author(s): Win SY, Murata S, Fujisawa S, Seo H, Sato J, Motai Y, Sato T, Oishi E, Taneno A, Htun LL, Bawm S, Okagawa T, Maekawa N, Konnai S, Ohashi K.
  • Journal Title: Frontiers in Veterinary Science Volume: 10 Pages: 1182930
  • DOI: 10.3389/fvets.2023.1182930
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Enhancement of Vaccine-Induced T-Cell Responses by PD-L1 Blockade in Calves (2023)
  • Author(s): Okagawa T, Konnai S, Nakamura H, Ganbaatar O, Sajiki Y, Watari K, Noda H, Honma M, Kato Y, Suzuki Y, Maekawa N, Murata S, Ohashi K.
  • Journal Title: Vaccines Volume: 11 Pages: 559
  • DOI: 10.3390/vaccines11030559
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Suppressive modulation of host immune responses by Dermanyssus gallinae infestation (2023)
  • Author(s): Fujisawa S, Murata S, Isezaki M, Win SY, Sato T, Oishi E, Taneno A, Maekawa N, Okagawa T, Konnai S, Ohashi K.
  • Journal Title: Poultry Science Volume: 102 Pages: 102532
  • DOI: 10.1016/j.psj.2023.102532
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Characterization of SpsQ from Staphylococcus pseudintermedius as an affinity chromatography ligand for canine therapeutic antibodies (2023)
  • Author(s): Takeuchi H, Nakajima C, Konnai S, Maekawa N, Okagawa T, Usui M, Tamura Y, Suzuki Y, Murata S, Ohashi K.
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 18 Pages: e0281171
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0281171
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Molecular characterization of feline immune checkpoint molecules and establishment of PD-L1 immunohistochemistry for feline tumors (2023)
  • Author(s): Maekawa N, Konnai S, Asano Y, Otsuka T, Aoki E, Takeuchi H, Kato Y, Kaneko MK, Yamada S, Kagawa Y, Nishimura M, Takagi S, Deguchi T, Ohta H, Nakagawa T, Suzuki Y, Okagawa T, Murata S, Ohashi K.
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 18 Pages: e0281143
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0281143
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Combined Immune Checkpoint Blockade Enhances Antiviral Immunity against Bovine Leukemia Virus (2023)
  • Author(s): Nakamura H, Konnai S, Okagawa T, Maekawa N, Sajiki Y, Watari K, Kamitani K, Saito M, Kato Y, Suzuki Y, Murata S, Ohashi K.
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: 97 Pages: e0143022
  • DOI: 10.1128/jvi.01430-22
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diagnosis and Early Prediction of Lymphoma Using High-Throughput Clonality Analysis of Bovine Leukemia Virus-Infected Cells (2022)
  • Author(s): Okagawa T, Shimakura H, Konnai S, Saito M, Matsudaira T, Nao N, Yamada S, Murakami K, Maekawa N, Murata S, Ohashi K.
  • Journal Title: Microbiology Spectrum Volume: 10 Pages: e0259522
  • DOI: 10.1128/spectrum.02595-22
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Prostaglandin E2-Induced Immune Suppression via Cytotoxic T-Lymphocyte Antigen 4 in Paratuberculosis (2022)
  • Author(s): Sajiki Y, Konnai S, Watari K, Okagawa T, Tanaka A, Kawaji S, Nagata R, Maekawa N, Suzuki Y, Kato Y, Murata S, Mori Y, Ohashi K.
  • Journal Title: Infection and Immunity Volume: 90 Pages: e0021022
  • DOI: 10.1128/iai.00210-22
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Exploration of serum biomarkers in dogs with malignant melanoma receiving anti-PD-L1 therapy and potential of COX-2 inhibition for combination therapy (2022)
  • Author(s): Maekawa N, Konnai S, Asano Y, Sajiki Y, Deguchi T, Okagawa T, Watari K, Takeuchi H, Takagi S, Hosoya K, Kim S, Ohta H, Kato Y, Suzuki Y, Murata S, Ohashi K.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 12 Pages: 9265~9265
  • DOI: 10.1038/s41598-022-13484-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Suppressive effects of Ixodes persulcatus sialostatin L2 against Borrelia miyamotoi-stimulated immunity (2022)
  • Author(s): Sajiki Y, Konnai S, Okagawa T, Maekawa N, Isezaki M, Yamada S, Ito T, Sato K, Kawabata H, Logullo C, da Silva Vaz Jr I, Murata S, Ohashi K.
  • Journal Title: Ticks and Tick-borne Diseases Volume: 13 Pages: 101963
  • DOI: 10.1016/j.ttbdis.2022.101963
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Characterization of cysteine proteases from avian mites to develop a vaccine with broad efficacy (2022)
  • Author(s): Win Shwe Yee, 村田 史郎, 藤澤 宗太郎, 瀬尾 光里, 佐藤 純平, 佐藤 匠, 大石, 英司, 種子野 章, 岡川 朋弘, 前川 直也, 今内 覚, 大橋 和彦
  • Organizer: 第165回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] ワクモ由来の2種類のアスパラギン酸プロテアーゼの性状解析 (2022)
  • Author(s): 瀬尾 光里, 村田 史郎, Shwe Yee Win, 藤澤 宗太郎, 北條 巧, 伊勢崎 政美, 佐藤 匠, 大石 英司, 種子野 章, 市居 修, 前川 直也, 岡川 朋弘,今内 覚, 大橋 和彦
  • Organizer: 第165回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] ワクモ（Demanyssus gallinae）由来シスタチン様分子の抗ワクモワクチン抗原としての評価 (2022)
  • Author(s): 藤澤 宗太郎, 村田 史郎, 伊勢崎 政美, 有泉 拓馬, 佐藤 匠, 大石 英司, 種子野 章, 前川 直也, 岡川 朋弘, 市居 修, 今内 覚, 大橋 和彦
  • Organizer: 第165回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] 乳酸菌 Lactobacillus plantarum HOKKAIDO株による免疫抑制機序の解明 (2022)
  • Author(s): 池端 麻里, 今内 覚, 岡川 朋弘, 阿部 健太郎, 本間 満, 北村 亨, 前川 直也, 村田 史郎, 大橋 和彦
  • Organizer: 第165回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] ネコ腫瘍組織におけるprogrammed death ligand 1 (PD-L1) の発現解析 (2022)
  • Author(s): 青木 絵理, 今内 覚, 前川 直也, 岡川 朋弘, 竹内 寛人, 佐藤 純平, 浅野 裕美恵, 大塚 拓海, 賀川 由美子, 加藤 幸成, 高木 哲, 鈴木 定彦, 村田 史郎, 大橋 和彦
  • Organizer: 第165回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] Effects of an Insertion and a Deletion in the Marek’s Disease Virus Oncogene Meq on Transactivation Activity and Virulence (2022)
  • Author(s): Jumpei Sato, Shiro Murata, Zhiyuan Yang, Benedikt B. Kaufer, Sotaro Fujisawa, Hikari Seo, Naoya Maekawa, Tomohiro Okagawa, Satoru Konnai, Nikolaus Osterrieder, Mark S. Parcells, Kazuhiko Ohashi
  • Organizer: 46th International Herpesvirus Workshop
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 北海道大学大学院獣医学研究院 感染症学教室ホームページ
  • URL: https://lab-inf.vetmed.hokudai.ac.jp