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巨大蛋白質微粒子を細胞から出芽させ被膜させる方法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K21874
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分90:人間医工学およびその関連分野
研究機関弘前大学

研究代表者

森田 英嗣  弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (70344653)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード被膜タンパク質微粒子 / ESCRT / レイトドメイン / CTLワクチン / 被膜微粒子 / 被膜ナノ粒子 / 出芽 / ワクチン開発 / CTL誘導 / 被膜小胞
研究開始時の研究の概要

本研究では、ドラッグデリバリーシステム(DDS)のキャリアとして新たな人工被膜微粒子の作成方法の確立を目指す。数メガダルトンから成る巨大蛋白質粒子を、細胞に発現させ、出芽させながら微粒子を被膜させる方法を開発する。正二十面体を形成する微粒子のN末端側にミリストイル化配列などの膜アンカーシグナル配列、C末端側にエンベロープウイルスの出芽に必要なレイトドメインなどを付加した発現ベクターを、哺乳動物培養細胞に発現させ、細胞外に効率よく出芽させる方法を確立する。またその際、生体膜に膜透過型蛋白質リガンドを取り込ませ、適切な細胞に微粒子を送り込む方法も開発する。

研究成果の概要

蛋白質微粒子サブユニットのN末端にNミリストイル化シグナル配列(N-myr)、C末端にレイトドメインをそれぞれ付加し293T細胞に発現させたところ、N-myr及びレイトドメイン依存的に微粒子が膜小胞として細胞外に分泌された。この膜小胞EPN (Enveloped Protein Nanoparticle)を介してOVA抗原をマウス樹状細胞に送達させたところ、CTL活性化能があることがわかった。EPNはCTL活性化能を持つ新しい蛋白質ワクチンとして機能する可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体成分あるいはそれと類似の機能を有するペプチドは、ワクチンのみならず医薬品として大きな注目を集めている。しかし、一般的に安定性に乏しく、また高分子であることから生体膜透過性も低い。本研究における被膜微粒子を用いる製剤化の試みは、ペプチド及び蛋白質性薬物の生体内での安定化をもたらすと同時に、膜透過に対しても促進効果が期待されている。本研究で開発された被膜微粒子は蛋白質抗原を樹状細胞の細胞質に効率よく送達させMHC-クラスI (MHC-I) に提示させる技術に応用可能あり、蛋白質抗原にてCTL (Cytotoxic T Lymphocyte) 活性化誘導可能なワクチンになると期待される。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Cellular ESCRT components are recruited to regulate the endocytic trafficking and RNA replication compartment assembly during classical swine fever virus infection2022

    • 著者名/発表者名
      Liu Chun-chun、Liu Ya-yun、Zhou Jiang-fei、Chen Xi、Chen Huan、Hu Jia-huan、Chen Jing、Zhang Jin、Sun Rui-cong、Wei Jian-chao、Go Yun Young、Morita Eiji、Zhou Bin
    • 雑誌名

      PLOS Pathogens

      巻: 18 号: 2 ページ: 1010294-1010294

    • DOI

      10.1371/journal.ppat.1010294

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Flavivirus recruits the valosin-containing protein?NPL4 complex to induce stress granule disassembly for efficient viral genome replication2022

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Masashi、Tabata Keisuke、Ishida Kotaro、Kobayashi Makiko、Arai Arisa、Ishikawa Tomohiro、Suzuki Ryosuke、Takeuchi Hiroaki、Tripathi Lokesh P.、Mizuguchi Kenji、Morita Eiji
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 298 号: 3 ページ: 101597-101597

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.101597

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Expression of Zinc-Finger Antiviral Protein in hCMEC/D3 Human Cerebral Microvascular Endothelial Cells: Effect of a Toll-Like Receptor 3 Agonist2021

    • 著者名/発表者名
      Okudera Mako、Odawara Minami、Arakawa Masashi、Kawaguchi Shogo、Seya Kazuhiko、Matsumiya Tomoh、Sato Riko、Ding Jiangli、Morita Eiji、Imaizumi Tadaatsu
    • 雑誌名

      Neuroimmunomodulation

      巻: - 号: 4 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1159/000521012

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Endoplasmic Reticulum-Associated Degradation Controls Virus Protein Homeostasis, Which Is Required for Flavivirus Propagation2021

    • 著者名/発表者名
      Tabata Keisuke、Arakawa Masashi、Ishida Kotaro、Kobayashi Makiko、Nara Atsuki、Sugimoto Takehiro、Okada Tetsuya、Mori Kazutoshi、Morita Eiji
    • 雑誌名

      Journal of Virology

      巻: 95 号: 15 ページ: 02234-20

    • DOI

      10.1128/jvi.02234-20

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficient immunogenic peptide antigen delivery to dendritic cells using an ESCRT-mediated extracellular vesicle formation method2021

    • 著者名/発表者名
      Sakika Kimura 1 , Koki Maeda, Ryuichi Nagashima, Koya Miura, , Masashi Arakawa, Hirotaka Ebina, Nobuyuki Tanaka , Eiji Morita.
    • 雑誌名

      Vaccine

      巻: 39 号: 22 ページ: 2976-2982

    • DOI

      10.1016/j.vaccine.2021.04.021

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficient immunogenic peptide antigen delivery to dendritic cells using an ESCRT-mediated extracellular vesicle formation method.2021

    • 著者名/発表者名
      Kimura S, Maeda K, Nagashima R, Miura K, Ebina H, Tanaka N, Morita E.
    • 雑誌名

      Vaccine

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Zika virus infection and replication organelle biogenesis.2021

    • 著者名/発表者名
      Arakawa M, Morita E.
    • 雑誌名

      Elsevier “Zika Virus Biology, Pathology and Control

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoparticle deposition of fluoropolymer CYTOP via holographic femtosecond laser processing and its biochip application.2020

    • 著者名/発表者名
      Ozaki R, Ishida K, Morita E, Hanada Y
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 10(20) 号: 20 ページ: 7243-7243

    • DOI

      10.3390/app10207243

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Split Nano Luciferase-based Assay to Measure Assembly of Japanese Encephalitis Virus2020

    • 著者名/発表者名
      Goto Simon、Ishida Kotaro、Suzuki Ryosuke、Morita Eiji
    • 雑誌名

      BIO-PROTOCOL

      巻: 10 号: 9

    • DOI

      10.21769/bioprotoc.3606

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Anti-Japanese Encephalitis Virus (JEV) Activity of Triterpenes and Flavonoids from Euphorbia hirta2020

    • 著者名/発表者名
      Tayone WC, Ishida K, Goto S, Tayone JC, Arakawa M, Morita E, and Hashimoto M.
    • 雑誌名

      Philippine Journal of Science.

      巻: 149 (3) ページ: 603-613

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Intracellular membrane remodeling in Flavivirus infected cells.2021

    • 著者名/発表者名
      Eiji Morita
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会, Symposium ”Molecular bases of membrane remodeling and organization”
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 日本脳炎ウイルス複製オルガネラ形成に関与する小胞体膜変形因子の解析2021

    • 著者名/発表者名
      石田幸太郎、荒川将志、田端桂介、加藤薫、奈良篤樹、甲賀大輔、西野美都子、森田英嗣
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] コロナウイルス感染を検出するためのインジケーター細胞の開発2021

    • 著者名/発表者名
      荒川将志、柏原秋穂、蝦名博貴、森田英嗣
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] HiBiTタグノックインによるLC3の高感度検出系の開発とLC3の細胞外への分泌の実態2021

    • 著者名/発表者名
      斉藤晃樹、荒川将志、前田昂樹、三浦滉矢、森田英嗣
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 日本脳炎ウイルス・ナノ粒子を用いた多価ワクチンの開発2021

    • 著者名/発表者名
      畠山悠、石田幸太郎、鈴木英彦、蝦名博貴、森田英嗣
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Targeting dendritic cells exosome uptake mechanism for future vaccine development2021

    • 著者名/発表者名
      Koyama, T., Maeda, K., Ogama, N., Ishizawa, N., Kosai, H., Morita, E., Tanaka, N.
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] パルボウイルスB19抗体陽性者の保持する中和抗体の多様性解析2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木 英彦、野口 貴文、宮里 パオラ、髙坂 光代、森田 英嗣、蝦名 博貴
    • 学会等名
      第68回日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] SARS-CoV-2エンベロープタンパク質と宿主PDZタンパク質との相互作用を阻害する化合物の探索2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木 陽一、天野 剛志、高木 春樺、三浦 滉矢、石田 幸太郎、濱嶋 竜生、中野 隆史、森田 英嗣、廣明 秀一
    • 学会等名
      第68回日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 哺乳動物多胞体形成とミクロオートファジーにおけるESCRT経路の関与2021

    • 著者名/発表者名
      森田英嗣
    • 学会等名
      第14 回 オートファジー研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 日本脳炎ウイルス複製オルガネラ形成に関与する小胞体膜変形因子の解析2021

    • 著者名/発表者名
      石田幸太郎、荒川将志、田端桂介、甲賀大輔、西野美都子、森田英嗣
    • 学会等名
      第55 回日本脳炎ウイルス生態学研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 細胞膜損傷を認識するオートファジーレセプターの同定とサルモネラに対するゼノファジーにおける役割2021

    • 著者名/発表者名
      森田英嗣
    • 学会等名
      第94回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞膜損傷を認識するオートファジーレセプターの同定とゼノファジーにおける役割.2020

    • 著者名/発表者名
      森田英嗣
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] リソソーム機能阻害による細胞外小胞の分泌促進機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      前田昂樹、後藤史門、三浦滉矢、森田英嗣
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] HiBiTノックイン細胞を用いた細胞外微粒子の多様性と異質性の解析.2020

    • 著者名/発表者名
      三浦滉矢、後藤史門、前田昂樹、森田英嗣
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 日本脳炎ウイルスキャプシドタンパク質の細胞外への分泌2020

    • 著者名/発表者名
      石田幸太郎、後藤史門、荒川将志、鈴木亮介、森田英嗣
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] タンパク質ナノ粒子を用いたヒトパルボウイルスB19ワクチンの開発.2020

    • 著者名/発表者名
      畠山悠、木村咲伽 、王家慧、鈴木秀彦、蝦名博貴、森田英嗣
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2023-01-30  

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