2013 Fiscal Year Research-status Report
抗原とサイトカイン遺伝子の同時送達により免疫を強力活性化できるナノワクチンの創製
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25750177
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
弓場 英司 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80582296)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | pH応答性高分子 / リポソーム / 膜融合 / 樹状細胞 / 細胞質デリバリー / 遺伝子 / 細胞障害性T細胞 / ナノワクチン |
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| Research Abstract |
本年度は、抗原タンパク質とサイトカイン遺伝子を同時にデリバリーすることで高い免疫誘導活性を実現できる多重デリバリーナノワクチンキャリアの構築を目指した。抗原タンパク質オブアルブミン(OVA)を封入したpH応答性高分子修飾リポソームと、インターフェロンγ(IFN-γ)をコードした遺伝子を含むリポプレックスとを静電相互作用によって複合化し、ハイブリッド複合体を得た。ハイブリッド複合体は、樹状細胞株にOVAと遺伝子を同時に導入することができ、IFN-γの産生を誘導した。このハイブリッド複合体を、OVA発現がん細胞を接種したマウスに皮下投与したところ、腫瘍が縮退した。しかし、その抗腫瘍効果は、抗原封入リポソームを投与した場合とほぼ同様で、サイトカイン遺伝子導入による効果は見られなかった。そこで、抗原封入リポソームとIFN-γ遺伝子を含むリポプレックスを個別に投与したところ、著しい腫瘍の縮退効果が見られ、ほぼ全てのマウスで腫瘍が消滅した。これは、pH応答性高分子修飾リポソームがOVAを樹状細胞に効果的にデリバリーすることで、細胞性免疫が誘導され、さらにIFN-γ遺伝子が発現してIFN-γが分泌されることで、細胞性免疫が増強されたためであると考えられる。以上のことから、IFN-γの効果を発揮させるためには、抗原封入リポソームとIFN-γ遺伝子を含むリポプレックスを個別に投与することが有効であることが分かった。現在、マウス体内で起こっている免疫反応を詳細に検討しており、抗原とIFN-γ遺伝子を同時デリバリーすることによる免疫増強メカニズムを明らかにしていく。
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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
本年度は、抗原タンパク質とサイトカイン遺伝子を同時にデリバリーできる多重デリバリーナノワクチンキャリアの構築を目指し研究を行った。抗原タンパク質を封入したpH応答性高分子修飾リポソームと、サイトカイン遺伝子を含むリポプレックスを静電相互作用によって複合化して、ハイブリッド複合体を作製することに成功し、そのキャラクタリゼーションを行った。さらに、ハイブリッド複合体を用いた抗原と遺伝子の同時デリバリー、及び遺伝子の発現についても成功した。さらに本来は平成26年度に予定していた、担がんマウスのがん免疫治療についても既に検討を行い、ハイブリッド複合体による抗腫瘍免疫の誘導も達成している。予想外にも、pH応答性高分子修飾リポソームとリポプレックスを個別に投与すると、極めて高い抗腫瘍免疫を誘導することができ、ほぼ全てのマウスでがんを完治させることに成功した。現在はその免疫誘導メカニズムについて詳細に検討しており、次年度の検討により、がん免疫誘導における、抗原タンパク質とサイトカイン遺伝子の同時デリバリーの重要性を明らかにしていく。このように、本年度で、本来平成26年度に予定していた実験も既に終了しており、当初の計画以上に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度において抗原タンパク質とサイトカイン遺伝子を同時デリバリーできるキャリアシステムを構築し、担癌マウスの効果的な治療に成功した。しかも、実験計画では予想していなかった、抗原タンパク質とサイトカイン遺伝子個別デリバリーによる免疫誘導の著しい増強が確認された。現在は、これらの抗原キャリアの免疫誘導メカニズムを調べており、なぜハイブリッド複合体を用いて同一の細胞に抗原タンパク質とサイトカイン遺伝子を同時デリバリーするのではなく、個別にデリバリーする方が有効であったのか、を明らかにする。そして、その知見に基づいて、新たな抗原デリバリーシステムの指針を得ることを目的に研究を推進する。
各抗原キャリアの免疫誘導メカニズムの検討方法としては、(1) 脾臓における細胞傷害性T細胞の活性測定、(2) 血中の抗原特異的抗体価の測定、(3) 組織切片を用いた腫瘍組織内への細胞傷害性T細胞の浸潤の確認、を行う。①リポソームのみ、②リポプレックスのみ、③ハイブリッド複合体、④リポソームとリポプレックスの個別デリバリー、の4群について、上記(1)～(3)の検討を行うことで、抗原タンパク質とサイトカイン遺伝子の個別デリバリーによる高い抗腫瘍効果誘導のメカニズムを明らかにする。また、IFN-γ以外のサイトカインについても検討を行い、ハイブリッド複合体によって同一の細胞に抗原と遺伝子をデリバリーすることで相乗効果が得られる設計を行う。例えば、樹状細胞のリンパ節への遊走を促進するケモカイン受容体遺伝子を樹状細胞にデリバリーすることで、抗原を取り込んだ樹状細胞が効果的にリンパ節へ移行し、免疫誘導を行うように促す。
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