2022 Fiscal Year Annual Research Report
免疫誘導におけるマテリアル設計の本質解明を指向したリンパ節標的抗原キャリアの構築
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21H03822
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
弓場 英司 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (80582296)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大崎 智弘 鳥取大学, 農学部, 准教授 (40431332)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | pH応答性高分子 / リポソーム / 樹状細胞 / アジュバント / リンパ節 / アルブミン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、pH応答性高分子の構造やリポソームのサイズをチューニングすることでその抗原デリバリー機能とアジュバント作用を高めるとともに、pH応答性高分子に抗原タンパク質を結合させた機能性材料の開発と、その機能評価を行った。pH応答性高分子を修飾したリポソームは、樹状細胞を効果的に活性化するとともに、リポソームのサイズによって、免疫細胞との相互作用、アジュバント作用、内包物放出能、マウスに投与後の体内動態が異なることを見出した。脱水縮合によりpH応答性高分子とタンパク質を結合させたコンジュゲート体を樹状細胞に作用させると、MHCクラスIを介した抗原提示が誘導されたため、pH応答性高分子の作用により、抗原タンパク質のサイトゾル放出が誘導されていることが示唆された。さらに、コンジュゲート体をマウスに投与して、脾臓における免疫細胞分布とフローサイトメトリーを用いて調べたところ、コンジュゲート体を用いることで、エフェクターT細胞が多数誘導され、抗原特異的な細胞性免疫応答が引き起こされた。さらに、コンジュゲート体を担がんマウスに投与すると、腫瘍の縮退が確認されたことから、抗原・機能性高分子のコンジュゲート体を用いても、効果的ながんワクチンを開発できることが示唆された。
pH応答性高分子修飾リポソームを用いたがん罹患犬の腫瘍細胞ライセートワクチンについては、がん罹患犬の症例ごとに、コンスタントにワクチン投与を実施し、当該技術の獣医療における有効性・可能性について引き続き検証を進めた。
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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
本年度は、抗原送達におけるpH応答性高分子の構造・リポソームサイズの最適化と、タンパク質を結合したpH応答性高分子の機能評価、およびpH応答性高分子修飾リポソームの獣医療への展開を進めた。昨年度の基礎的検討を踏まえて、リポソームのサイズ自体をチューニングすることで、リンパ節への移行能を調整することを検証した。実際、サイズ制御されたpH応答性高分子修飾リポソームは、そのサイズに応じて誘導される免疫応答が異なることを見出した。また、pH応答性高分子とタンパク質のコンジュゲート体の作製に成功し、これを用いた抗原提示の促進、がん免疫誘導に成功した。
pH応答性高分子修飾リポソームへのがん罹患犬由来腫瘍ライセートの封入と、その投与によるがん罹患犬の治療については、コンスタントに実施し、症例数を増やした。前年度の結果と合わせて考えても、本リポソームが小動物だけでなく、大型動物に対してもがん免疫を活性化できることが示唆されている。
このように、昨年度の研究遅滞を踏まえて材料設計を柔軟に見直し、効果的な免疫誘導を行うことのできる機能性リポソーム、およびpH応答性高分子―タンパク質コンジュゲートの開発に成功している。リポソームの獣医療への応用に関しても昨年度に引き続き進めており、研究計画全体として順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度は、前年度の課題を充分に分析し、材料設計を見直したことで、目的とする機能性リポソーム、pH応答性高分子・タンパク質コンジュゲート体の作製に成功した。今後は、開発した機能性リポソーム、コンジュゲート体の体内動態を蛍光イメージング装置によって検証するとともに、その免疫誘導機能との相関を検証することで、本研究課題の主題である免疫誘導機能と材料科学を連結するための基礎的データの取得を試みる。また、アルブミンとpH応答性高分子とのコンジュゲート体の開発を行い、同様の検証を行うことで、リンパ節移行能と免疫誘導機能との相関についての知見を得ることを目指す。
獣医療への展開については、2022年度に引き続いて症例数を着実に増やし、リポソームの有効性の検証をさらに深めるとともに、上記の新規抗原キャリアが従来のpH応答性リポソームよりも高い性能を示した場合は、パイロットスタディとして、当該システムの獣医療への展開についても検討を行う。
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