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2014 Fiscal Year Research-status Report

ナノテクノロジーを用いた次世代型乳房炎予防技術の開発

Research Project

Project/Area Number 26660245
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

野地 智法  東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (10708001)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 秋吉 一成  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90201285)
澤田 晋一  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50444104)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords乳房炎 / ナノテクノロジー
Outline of Annual Research Achievements

乳用牛が罹患する疾病の中でも最も発病頻度の高い乳房炎は、乳腺房内に病原微生物が感染することで引き起こされる。一般的な乳房炎の治療法として、抗生物質の局所または全身投与が多用されているが、一度炎症が慢性化すると、治療を継続しても完治に至ることは殆ど無い。酪農現場における乳房炎の経済損失は年間800億円であり、新規感染を事前に防ぐための技術開発は、獣医畜産領域における最重要課題である。本研究では、近年注目されている“ナノテクノロジー”と“抗体療法”を融合することで、乳房炎起因菌の乳腺上皮細胞への付着を阻止するための抗体を、乳腺房内に徐放投与するための技術開発に挑戦している。
研究初年度(平成26年度)は、黄色ブドウ球菌感染を阻止するための黄色ブドウ球菌特異的ポリクローナル抗体を、ホルスタイン種を用いて作製することを主たる目的として研究を実施した。具体的には、ホルスタイン種に、黄色ブドウ球菌および大腸菌の混合死菌を、強力な免疫活性化作用を有するアジュバント(TiterMax)とともに複数回皮下投与することで、ポリクローナル抗体を作出した。その結果、非常に力価の高い抗体を作出することに成功した。また、Protein Gを用いたその後の処理により、黄色ブドウ球菌特異的ウシIgGの精製に成功した。現在、本黄色ブドウ球菌特異的ポリクローナル抗体を用いた、黄色ブドウ球菌感染阻止効果を、in vitroで検証中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

これまでに、黄色ブドウ球菌を特異的に認識するウシポリクローナル抗体を、乳牛(ホルスタイン種)を用いて作製することに成功している。これは、研究初年度の最大の目的であり、また、既に多量のIgG精製も完了していることから、期待していた成果は十分得ていると判断できる。一方で、in vitro試験による、作製した抗体の中和効果判定評価に関しては、現在進行中であるが、数ヵ月以内には、解析結果が得られると思われることから、研究初年度の達成度は「おおむね順調に進展している」とした。。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度は、以下の2つの研究を実施する。
1:ナノゲルとウシポリクローナル抗体との複合体作製  黄色ブドウ球菌特異的ポリクローナル抗体とナノゲルとの相互作用について、サイズ排除クロマトグラフィー法、CDスペクトル法、動的光散乱法、電気泳動などを駆使することで検討し、ナノゲルへの抗体複合化技術を確立する。また、蛍光標識したウシポリクローナル抗体をナノゲルに複合化させることで、乳房炎起因菌の感染標的となる乳腺上皮細胞との相互作用についても 検討を加える。具体的な方法として、蛍光ウシポリクローナル抗体内包ナノゲルを投与した培養乳腺上皮細胞を、フローサイトメトリーおよび共焦点レーザー顕微鏡解析に供する。また、細胞との親和性を向上させるためにカチオン性分子を導入したカチオン性ナノゲルおよび、反応性分子を導入した架橋性ナノゲルについても同様の評価を行うことで、本研究に適した担体の選択を行う。
2:抗体長期徐放性ナノゲル架橋マテリアルの設計と評価  抗体の長期徐放能を有するナノゲル架橋微粒子およびヒドロゲルを開発し、その機能を評価検討する。具体的には、反応性(アクリロイル基等)多糖ナノゲルに、チオール基を末端に有する4本鎖ポリエチレングリコール誘導体(反応性PEG)を混合させることで、ナノゲルが架橋され数百個集まったナノゲル架橋微粒子を調製する。本微粒子は、PEG鎖によりナノゲルが安定して架橋されたものであり、架橋点の加水分解反応により個々のナノゲルを放出することも可能である。これらのナノゲル架橋マテリアル作製においては、予めナノゲルとウシポリクローナル抗体を複合化させた状態でのマテリアル作製条件の検討を行うことで、抗体内包ナノゲル架橋マテリアルの作製手法を確立する。
これらの試験を通して、次世代型乳房炎予防技術開発に向けた基盤を形成する。

Causes of Carryover

分担者実施予定のナノゲルとウシポリクローナル抗体の複合体作製試験を平成27年度に集約的に実施することになったため。なお、研究を進行する上で、この変更は問題ではない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

ナノゲルとウシポリクローナル抗体の複合体作製試験を実施するために、平成27年度に分担者が使用する。

  • Research Products

    (22 results)

All 2015 2014

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (16 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Advanced application of porcine intramuscular adipocytes for evaluating anti-adipogenic and anti-inflammatory activities of immunobiotics.2015

    • Author(s)
      Suzuki M, Tada A, Kanmani P, Watanabe H, Aso H, Suda Y, Nochi T, Miyazawa K, Yoda K, He F, Hosoda M, Saito T, Villena J, Kitazawa H.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 10 Pages: -

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0119644

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Specific expression of apolipoprotein A-IV in the follicle-associated epithelium of the small intestine.2014

    • Author(s)
      Tokuhara D, Nochi T, Matsumura A, Mejima M, Takahashi Y, Kurokawa S, Kiyono H, Yuki Y.
    • Journal Title

      Dig Dis Sci.

      Volume: 59 Pages: 2682-2692

    • DOI

      10.1007/s10620-014-3203-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vaginal memory T cells induced by intranasal vaccination are critical for protective T cell recruitment and prevention of genital HSV-2 disease.2014

    • Author(s)
      Sato A, Suwanto A, Okabe M, Sato S, Nochi T, Imai T, Koyanagi N, Kunisawa J, Kawaguchi Y, Kiyono H.
    • Journal Title

      J Virol.

      Volume: 88 Pages: 13699-13708

    • DOI

      10.1128/JVI.02279-14

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hypogammaglobulinemia in BLT humanized mice--an animal model of primary antibody deficiency.2014

    • Author(s)
      Martinez-Torres F, Nochi T, Wahl A, Garcia JV, Denton PW.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 9 Pages: -

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0108663

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Peyer's patches and mesenteric lymph nodes cooperatively promote enteropathy in a mouse model of food allergy.2014

    • Author(s)
      Nakajima-Adachi H, Kikuchi A, Fujimura Y, Shibahara K, Makino T, Goseki-Sone M, Kihara-Fujioka M, Nochi T, Kurashima Y, Igarashi O, Yamamoto M, Kunisawa J, Toda M, Kaminogawa S, Sato R, Kiyono H, Hachimura S.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 9 Pages: -

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0107492

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] トランスポゾン挿入変異法を用いたウシ乳房炎関連病原因子の解明に向けた基盤研究2015

    • Author(s)
      佐藤美佳、磯部哲、野地智法、林智人、秦英司、菊佳男、安藤太助、麻生久、磯貝恵美子、米山裕
    • Organizer
      第119回日本畜産学会
    • Place of Presentation
      宇都宮大学
    • Year and Date
      2015-03-28 – 2015-03-30
  • [Presentation] 乳房炎牛における乳汁中シクロフィリンA濃度の定量分析と乳房炎症早期発見への応用2015

    • Author(s)
      梅村紗緒里、高梨暁、板谷奈波、浦川めぐみ、菊佳男、林智人、渡邊康一、野地智法、麻生久
    • Organizer
      第119回日本畜産学会
    • Place of Presentation
      宇都宮大学
    • Year and Date
      2015-03-28 – 2015-03-30
  • [Presentation] 反芻動物特異的I型筋線維サブタイプの免疫組織化学的特性の解明2015

    • Author(s)
      佐藤貴俊、白須直樹、櫻田隆大、野地智法、麻生久、渡邊康一
    • Organizer
      第119回日本畜産学会
    • Place of Presentation
      宇都宮大学
    • Year and Date
      2015-03-28 – 2015-03-30
  • [Presentation] セロトニン経口投与がマウス十二指腸セロトニン分泌細胞に与える影響2015

    • Author(s)
      日高湧介、寺田俊介、佐藤勝祥、陳香凝、浦川めぐみ、渡邊康一、野地智法、麻生久
    • Organizer
      第119回日本畜産学会
    • Place of Presentation
      宇都宮大学
    • Year and Date
      2015-03-28 – 2015-03-30
  • [Presentation] 乳腺免疫の要となるIgA産生を促す分子メカニズムの解明2015

    • Author(s)
      藤田勇気、阿部未来、盛田彰太郎、立田睦実、渡邊康一、野地智法、麻生久
    • Organizer
      第119回日本畜産学会
    • Place of Presentation
      宇都宮大学
    • Year and Date
      2015-03-28 – 2015-03-30
  • [Presentation] 枯草菌給与による牛乳房炎発症予防効果2015

    • Author(s)
      佐藤秀俊、浦川めぐみ、佐藤勝祥、板谷奈波、芦田延久、今林寛和、高梨暁、梅村紗緒里、渡邊康一、野地智法、麻生久
    • Organizer
      第119回日本畜産学会
    • Place of Presentation
      宇都宮大学
    • Year and Date
      2015-03-28 – 2015-03-30
  • [Presentation] 枯草菌給与による乳房炎牛の血中免疫担当細胞の動態解析2015

    • Author(s)
      浦川めぐみ、佐藤秀俊、佐藤勝祥、板谷奈波、芦田延久、今林寛和、高梨暁、梅村紗緒里、渡邊康一、野地智法、麻生久
    • Organizer
      第119回日本畜産学会
    • Place of Presentation
      宇都宮大学
    • Year and Date
      2015-03-28 – 2015-03-30
  • [Presentation] 品種交雑が選抜ランドレース種豚の抗病性関連遺伝子に及ぼす影響2015

    • Author(s)
      高橋光、菅原静夏、長澤裕哉、寺田俊介、板谷奈波、佐藤貴俊、藤田勇気、北澤春樹、島津朋之、鈴木啓一、野地智法、渡邊康一、麻生久
    • Organizer
      第119回日本畜産学会
    • Place of Presentation
      宇都宮大学
    • Year and Date
      2015-03-28 – 2015-03-30
  • [Presentation] Vaginal resident memory T cells induced by intranasal vaccination are critical for early clearance of genital HSV-2 infection2014

    • Author(s)
      Aldina S、佐藤あゆ子、佐藤慎太郎、野地智法、國澤 純、清野 宏
    • Organizer
      第43回日本免疫学会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館
    • Year and Date
      2014-12-10 – 2014-12-12
  • [Presentation] 枯草菌給与による乳牛の血中免疫担当因子への影響2014

    • Author(s)
      浦川めぐみ、佐藤勝祥、佐藤秀俊、板谷奈波、高梨 暁、芦田延久、今林寛和、渡邊康一、野地智法、麻生 久
    • Organizer
      第64回東北畜産学会大会
    • Place of Presentation
      コラッセ福島
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-12
  • [Presentation] 枯草菌給与による乳房炎発症予防効果の検討と分娩前後の栄養状態への影響2014

    • Author(s)
      佐藤勝祥、佐藤秀俊、浦川めぐみ、板谷奈波、高梨 暁、芦田延久、今林寛和、渡邊康一、野地智法、麻生 久
    • Organizer
      第64回東北畜産学会大会
    • Place of Presentation
      コラッセ福島
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-12
  • [Presentation] 乳汁中シクロフィリン測定による乳房炎発症リスクの定量的分析2014

    • Author(s)
      梅村紗緒里、高梨 暁、板谷奈波、佐藤勝祥、浦川めぐみ、菊 佳男、林 智人、渡邊康一、野地智法、麻生 久
    • Organizer
      第64回東北畜産学会大会
    • Place of Presentation
      コラッセ福島
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-12
  • [Presentation] ウシ骨格筋への低周波電気刺激によるID型筋線維の誘導2014

    • Author(s)
      佐藤貴俊、白須直樹、櫻田隆大、野地智法、麻生 久、渡邊康一
    • Organizer
      第64回東北畜産学会大会
    • Place of Presentation
      コラッセ福島
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-12
  • [Presentation] IgA産生細胞を効果的に乳腺組織へ遊走させるための免疫戦略の確立2014

    • Author(s)
      藤田勇気、阿部未来、秦 英司、菊 佳男、林 智人、渡邊康一、野地智法、麻生 久
    • Organizer
      第157回日本獣医学会学術集会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-12
  • [Presentation] ウシ腸管M細胞における解糖系酵素アルドラーゼAの合成と分泌2014

    • Author(s)
      長澤裕哉、盛田彰太郎、日高湧介、鈴木 京、渡邉一史、渡邊康一、大和田修一、野地智法、北澤春樹、今村守一、横山 隆、堀内基広、坂口末廣、麻生 久
    • Organizer
      第157回日本獣医学会学術集会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-12
  • [Presentation] 新生仔ブタ腸管に認められる初乳取り込み能を持つ上皮細胞の組織学的研究2014

    • Author(s)
      盛田彰太郎、長澤裕哉、渡邊康一、野地智法、麻生 久
    • Organizer
      第157回日本獣医学会学術集会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2014-09-09 – 2014-09-12
  • [Book] Humanized Mice for HIV Research2014

    • Author(s)
      Paul W. Denton, Tomonori Nochi, J. Victor Garcia
    • Total Pages
      538 (61-73)
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2016-05-27  

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