脾臓・樹状細胞標的型ナノデバイスを用いた安全なワクチン技術開発と臨床応用への研究

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24590198
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 北原 隆志 長崎大学, 病院(医学系), 准教授 (30380934)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 均 長崎大学, 病院(医学系), 教授 (00170689)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: DNAワクチン / ナノデバイス / マラリア

Outline of Annual Research Achievements

前年度は、脾臓・樹状細胞標的型ベクターを利用したメラノーマナノワクチンの開発に成功した。本年度はこのベクターを利用したマラリアナノワクチンの開発を試みた。マラリアDNAワクチンとして、マウスマラリア原虫P yoelii GPI8p transamidase-related proteinをコードしたpVR1020-TAM (pyTAM)を用いた。pyTAMとpolyethyleneimine (PEI)、およびγ-polyglutamic acid (γ-PGA)を最適な混合比で静電的に自己組織化させ、安定なナノワクチン（pyTAM-PEI-γ-PGA複合体）を構築した。
pyTAM-PEI-γ-PGA複合体によるマラリア感染の抑制効果について検討した。マウスにPBS (control)、何もコードしていないプラスミド（pVR1020）を内包した複合体（pVR1020-PEI-γ-PGA複合体）あるいはpyTAM-PEI-γ-PGA複合体を2週間おきに3回腹腔内投与して免疫誘導を行った。最終免疫から2週間後に1×106のP. yoelii 17XL-parasitized red blood cells (pRBCs)を腹腔内投与し、寄生虫血および生存を経日的に観察した。その結果、pVR1020-PEI-γ-PGA複合体を投与したマウスではcontrolと同様に寄生虫血が増加し、全てのマウスが死亡した。これに対し、pyTAM-PEI-γ-PGA複合体を投与したマウスでは、寄生虫血の一時的な増加が見られたものの、すぐに消失し、全マウスが生存した。免疫誘導効果を評価するために、最終免疫から2週間後の血清中抗原特異的IgGおよびIgGサブタイプを測定した。その結果、pyTAM-PEI-γ-PGA複合体では、総IgG値、IgG1値、IgG2a値、およびIgG2b値の有意な上昇が認められた。したがって、本ベクターを利用した新規マラリアDNAナノワクチンは、マラリアに特異的な免疫誘導を惹起し、マラリア感染による死亡および寄生虫血の増加を著しく抑制できることが示唆された。
以上のように、我々は本年度の研究によって、脾臓・樹状細胞標的型ベクターを利用したマラリアナノワクチンの開発に成功した。

Research Products

• [Journal Article] Secure and effective gene delivery system of plasmid DNA coated by polynucleotide. (2015)
  • Author(s): Kodama Y, Ohkubo C, Kurosaki T, Egashira K, Sato K, Fumoto S, Nishida K, Higuchi N, Kitahara T, Nakamura T, Sasaki H.
  • Journal Title: J Drug Target. Volume: 23 Pages: 43-51
  • DOI: 10.3109/1061186X.2014.950665.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Splenic gene delivery system using self-assembling nano-complex with phosphatidylserine analog. (2015)
  • Author(s): Kurosaki T, Nakasone C, Kodama Y, Egashira K, Harasawa H, Muro T, Nakagawa H, Kitahara T, Higuchi N, Nakamura T, Sasaki H.
  • Journal Title: Biol Pharm Bull. Volume: 38 Pages: 23-29
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Biodegradable nanoparticles composed of dendrigraft poly-L-lysine for gene delivery. (2014)
  • Author(s): Kodama Y, Nakamura T, Kurosaki T, Egashira K, Mine T, Nakagawa H, Muro T, Kitahara T, Higuchi N, Sasaki H.
  • Journal Title: Eur J Pharm Biopharm. Volume: 87 Pages: 472-479
  • DOI: 10.1016/j.ejpb.2014.04.013.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Novel siRNA delivery system using a ternary polymer complex with strong silencing effect and no cytotoxicity. (2014)
  • Author(s): Kodama Y, Shiokawa Y, Nakamura T, Kurosaki T, Aki K, Nakagawa H, Muro T, Kitahara T, Higuchi N, Sasaki H.
  • Journal Title: Biol Pharm Bull Volume: 37 Pages: 1274-1281
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Dendrigraft poly-L-lysineを構成成分とした生分解型siRNAベクターの構築 (2014)
  • Author(s): 藏本 悠、兒玉 幸修、北原 隆志、佐々木 均
  • Organizer: 日本薬剤学会第29年会
  • Place of Presentation: 大宮ソニックシティビル（大宮）
  • Year and Date: 2014-05-20 – 2014-05-22
• [Presentation] 医療用医薬品を用いたGMP基準の新規遺伝子ベクターの開発 (2014)
  • Author(s): 西垣 和香、兒玉 幸修、北原 隆志、佐々木 均
  • Organizer: 日本薬剤学会第29年会
  • Place of Presentation: 大宮ソニックシティビル（大宮）
  • Year and Date: 2014-05-20 – 2014-05-22
• [Presentation] Nanoparticles electrostatically coated with folic acid for effective and safe gene delivery (2014)
  • Author(s): Hitoshi Sasaki, Yukinobu Kodama, Tamami Morishita, Takashi Kitahara
  • Organizer: 5th Pharmaceutical Sciences World Congress
  • Place of Presentation: Melbourne Convention and Exhibition Centre（メルボルン）
  • Year and Date: 2014-04-13 – 2014-04-16
• [Presentation] Secure and effective gene vector of polyamidoamine dendrimer pharmaceutically modified with anionic polymer (2014)
  • Author(s): Yukinobu Kodama, Yumi Yamashita, Takashi Kitahara, Sasaki Hitoshi
  • Organizer: 5th Pharmaceutical Sciences World Congress
  • Place of Presentation: Melbourne Convention and Exhibition Centre（メルボルン）
  • Year and Date: 2014-04-13 – 2014-04-16