2014 Fiscal Year Annual Research Report
生体分子の油状ナノ分散化技術を利用した低侵襲性経皮ワクチンの創製
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24226019
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
後藤 雅宏 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10211921)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神谷 典穂 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50302766)
若林 里衣 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60595148)
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| Project Period (FY) |
2012-05-31 – 2017-03-31
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| Keywords | ドラッグデリバリーシステム / DDS / ガンワクチン / 経皮吸収 / 花粉症治療 / 免疫 / 経皮ワクチン / 化粧品 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
経皮浸透促進ペプチドとしてオリゴアルギニン（R6）を選択し、これを封入したS/Oナノ粒子をマウスの耳介から経皮投与し、抗体産生量を調べた結果、OVAとR6をナノ粒子に同時封入した場合にのみ、OVA特異的な抗体の産生量は増加した。また、抗体産生量はOVAとR6の混合比によっても変化し、最大でR6無添加時の8倍となり、注射投与に匹敵した。以上のことから、S/O化技術を利用したナノ粒子を用い、安定的に経皮免疫システムを構築できた。
アレルギーの根本的治療として、免疫療法が注目されており、中でも、抗原分子から一部のペプチド配列を抜き出したT細胞エピトープペプチドを利用するペプチド免疫法は、重篤な副作用を引き起こさない治療法として期待される。本研究では、スギ花粉症の高い治療・症状緩和効果が見込まれる7個のエピトープ配列を、トリアルギニンリンカーを介して連結させたペプチドを新たにデザインした。S/O化技術を用いることで、ペプチドを安定的に油中ナノ分散化させることができた。また、スギ花粉症モデルマウスへ経皮投与することで、血清中の抗原特異的IgEの産生が抑制された。
さらに、S/O製剤を用いることで、抗腫瘍性免疫をどの程度誘導できるか検討を行った。マウスに1週間おきに計2度、注射あるいはS/Oパッチを用いて経皮的に免疫化を行った。OVA発現がん細胞であるE.G7-OVA細胞 2.5×106個をマウス背部に皮下注射し、作成した担癌マウスの腫瘍サイズを2-3日おきに測定し、腫瘍体積を算出した。
対照実験では、腫瘍の大きさが劇的に増加しているのに対し、注射またはS/O製剤による投与を行った場合では、腫瘍体積の増加が抑制されていることが確かめられ、さらに生存期間の延長も見られた。S/O製剤を用いて経皮免疫を行った場合には、注射と同程度またそれ以上の抗腫瘍免疫が誘導可能であることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
昨年度の研究成果によって、S/O化技術を用いることによって、（１）の抗原が角質層を通過でき、免疫付与が可能となることが示された。また、S/O製剤の皮膚浸透性には、抗原タンパク質をコーティングする界面活性剤が、大きな役割を果たすことを明らかにするとともに、シュクロース型の非イオン性の界面活性剤を選択することによって、角層浸透後の抗原タンパク質の移行効率が大幅に向上することを見出した。したがって本年度は、抗原が表皮に浸透した後の免疫賦活過程を中心に研究に取り組んだ。
目標達成のために、細胞膜透過性ペプチド（オリゴアルギニン）の利用が有効であると考えた。現在までにいくつかの細胞膜透過性ペプチドが報告されており、さらに近年これらのペプチドを用いて経皮デリバリーを行った例が報告され始めた。我々はこの点に注目し、細胞膜透過性ペプチド(R6)を添加しS/O製剤を調製することで抗体価を10倍以上に高めることに成功し、当初の目標を達成することができた。
免疫増強に関しては、リンパ節中のT細胞やB細胞の働きを活発化させる免疫活性化物質（アジュバント）の利用が有効であると考えた。そこで、最近免疫増強機能を有すると注目されているCpGオリゴヌクレオチドを同時に封入したところ、従来法に比べて、8倍程度の免疫増強効果が得られることが明らかとなった。
研究は計画通り順調に進行したので、一部計画を前倒しで、ガンの経皮免疫実験を、OVAを抗原タンパクとして実施し、担ガンマウスの腫瘍の抑制効果を検証した。その結果、S/O製剤の塗布によって、腫瘍の成長が大幅に抑制されることを明らかにした。さらには、花粉症の抗原ペプチドを封入したS/O製剤を塗布することによって、抗原特異的IgE値が大きく減少するなど、実験計画は、一部前倒しで進行している。
以上のことより、上記のように評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本プロジェクトは、研究計画に従ってこれまで順調に進行してきたので、今後の研究計画に大幅な修正は加えない。しかし、先の問題点であげられた「材料として医薬品添加物として認可された材料を使用する」という方針は、厳守することにする。細胞膜透過性ペプチドやアジュバントの添加およびそれらの最適化によって効率の良い抗体産生が得られたので、今後の展開としてがん免疫療法への応用に傾注する。また、前期で本手法が花粉症の免疫治療として有効である。ということが示されたので、花粉症治療への展開を新たな柱の一つとした。
本手法によって抗原特異的ながん細胞増殖の抑制が達成されると、抗原をex vivo投与する必要がなく、新しいがん免疫療法やがんワクチンの扉が開かれると期待している。これまでにがんモデル抗原を用いたS/O製剤により抗腫瘍性免疫が誘導されることが確認されたので、平成27年度以降は実際のがん抗原を用い、臨床応用へ近づける。具体的には、悪性腫瘍であるメラノーマの抗原ペプチドTRP-2をS/O製剤化し経皮免疫を行ったマウスにマウスメラノーマ細胞株B16F10を投与し、この細胞に対する抗腫瘍効果を評価する。この細胞株は高転移性を示すことが知られており、本免疫システムによりがん転移抑制効果が得られるかの評価も行う。また、アジュバントの添加も検討する。
スギ花粉症などのI型アレルギー疾患においては、Th2型の免疫反応が活性化することが報告されている。また、Th1とTh2は互いにサイトカインを通して抑制しあっており、片方が活性化すれば片方が抑制される。そこで本研究では、S/O製剤を使用した経皮スギ花粉症治療の効果を高めるために、体内の免疫反応をTh1型優勢に傾けるアジュバントを用い、これまで使用してきたT細胞エピトープペプチドと同時にS/O製剤に封入することで、より高い治療効果が得られないかの検討を行う。
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