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ヒト体内における風疹ウイルスと宿主免疫の攻防

研究課題

研究課題/領域番号 21K10432
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分58020:衛生学および公衆衛生学分野関連:実験系を含む
研究機関地方独立行政法人 大阪健康安全基盤研究所

研究代表者

上林 大起  地方独立行政法人 大阪健康安全基盤研究所, 微生物部, 主任研究員 (50622560)

研究分担者 本村 和嗣  地方独立行政法人 大阪健康安全基盤研究所, 公衆衛生部, 部長 (60450558)
倉田 貴子  地方独立行政法人 大阪健康安全基盤研究所, 微生物部, 主幹研究員 (70435890)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード風疹ウイルス / 病原体-宿主相互作用 / ヒト胎盤絨毛癌細胞 / CRISPR-Cas9 / スフィンゴミエリン合成酵素1 / ヒトモノクローナル抗体 / 蛍光活性化セルソーティング / Ecobody技術 / 風疹 / 再感染 / ウイルスRNA / 感染性ウイルス / 風疹ワクチン / 中和抗体 / 液性免疫 / IgM抗体 / IgG抗体 / クリアランス / ウイルス血症(viremia) / 抗体医薬品 / 風しんウイルス / 細胞性免疫 / ウイルス血症 / サイトカイン
研究開始時の研究の概要

本研究では、成人風疹(adult rubella)・先天性風疹症候群(congenital rubella syndrome)症例から得られた臨床検体並びに分離株を使用し、風疹ウイルス(rubella virus)の感染者体内からの風疹ウイルスの排除、並びに、先天性風疹症候群症例における持続感染を規定する宿主因子並びに病原因子を明らかにすることを目的とする。上記を解明し、ウイルス血症からの胎盤組織を含めた全身感染、並びに、先天性風疹症候群の発生を確実に防ぐ宿主免疫とその指標を明確化したい。同時に、より効果的なワクチンや抗体医薬などの新規治療法開発に繋がる知見を得ることを目指す。

研究実績の概要

【風疹ウイルスの感染/複製制御機構の解明】以下の解析から、風疹ウイルス(RuV)の感受性を規定する因子として、スフィンゴミエリン合成酵素1(SMS1)を同定した(Yagi et al., iScience. 2023)。
RuVの感染/複製制御機構に関する洞察を得るため、ヒト胎盤絨毛癌細胞(JAR細胞)を使用し、CRISPR-Cas9システムによる機能喪失スクリーニングを実施した。その結果、スフィンゴミエリン合成酵素1(SMS1)が、RuVの感染/複製を制御する可能性のある宿主因子に挙げられた。SMS1の遺伝子ノックアウトにより、JAR細胞のRuVに対する感受性が失われた。その失われた感受性は、SMS1の再導入により回復した。病原体(RuV)-宿主相互作用の一端を明らかにできた。
【風疹ワクチンによって誘導される抗体のパネル化とエピトープの決定】
シングルB細胞から抗体遺伝子を取得し、試験管内で発現した抗体を迅速に評価するEcobody技術を活用して、風疹ワクチンを接種したボランティアより提供された血液から、RuVを中和するヒトモノクローナル抗体の取得を試みた。10名のボランティアの血液検体から、RuVに反応するメモリーB細胞を選別し、一細胞RT-PCRによる抗体遺伝子の取得、試験管内Fab作製、結合評価によって、反応性の抗体を同定した。再構成したフルボディをリコンビナント抗体として作成して性能を評価した結果、2つのクローンが中和活性を示し、これらがRuVのエンベロープタンパク質E1に結合することが確認された(大内, 上林ら、第46回日本分子生物学会年会、第2回日本抗体学会学術大会、2023)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

先行研究「風疹ウイルス感染並びに風疹発症を許容する宿主免疫についての解析(18K17367)」に遅れが生じた。当初の目的を達成するため研究期間を延長して課題の解決に努めた。本研究の遂行に十分な時間がとれず遅延が生じた。

今後の研究の推進方策

【風疹ウイルスの体内からの排除に関連する免疫因子の解析】患者血清や末梢血単核球を使用し、サイトカイン類の誘導量を蛋白質・mRNAの発現解析で評価する。特にTH subset(TH1, TH2, TH17, Treg)活性の優位性を明確にするためinterleukin-2, 4, 5, 6, 10, 13, 19, 17, 21, 22, TNFα, TGFβ, IFNγの誘導量を市販のELISAキットやReal-time RT-PCR法にて測定する。また、末梢血単核球について、Flowcytometryを用いてTH1(CD4+, IFNγ+), Th2(CD4+IL4+), TH17(CD4+IL17+), Treg(CD4+CD25+FOXP3+)の存在比を明らかにする。上記により風疹ウイルスの体内からの排除の過程での細胞性免疫(TH1)又は液性免疫(TH2)の優位性、免疫応答のバランスを明らかにする。
【風疹ウイルス E1領域の準種解析】風疹ウイルスの抗原性に関与するE1領域を対象に次世代シーケンサーを用いた準種解析を行う。風疹ウイルスゲノムのレパートリーと存在比率を明らかにし、免疫学的圧力の存在下、非存在下での多様性の程度を明らかにする。
【風疹ワクチンによって誘導される抗体のパネル化とエピトープの決定】ヒト血液から網羅的に抗原に反応する抗体を作製しパネル化する。その中から、中和活性等を持つ機能性抗体を探索する。ワクチンが効果を発揮できない免疫学的弱者における感染防御や妊婦の予防的並びに急性感染の治療に使用できる抗体医薬品の開発に繋がる知見を得る。
【Single-Cell RNA Sequencing/RNA Sequencing技術を用いた風疹患者/先天性風疹症候群患者の免疫反応の可視化】Single-Cell RNA Sequencing技術を用いて、風疹患者(Breakthrough Infection患者を含む)における免疫反応を単一細胞レベルで明らかにする。また、Breakthrough Infection症例におけるTCRとBCRのレパトア解析を実施したい。加えて、先天性風疹症候群患者の宿主免疫応答をbulk RNA Sequencing技術を用いて明らかにしたい。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 16件、 オープンアクセス 12件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Achieving measles elimination and emerging modified measles: Longitudinal measles epidemiology from 1982 to 2021 in Osaka Prefecture, Japan2024

    • 著者名/発表者名
      Kurata Takako、Kaida Yuko、Kanbayashi Daiki、Motomura Kazushi
    • 雑誌名

      Vaccine

      巻: 42 号: 2 ページ: 271-286

    • DOI

      10.1016/j.vaccine.2023.12.004

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] マルチプレックスPCR検査が有用であった,皮疹を伴わない水痘帯状疱疹ウイルス髄膜炎の1例2023

    • 著者名/発表者名
      NISHIMOTO Nagisa、SAKAI Ryota、OUME Masataka、UEYAMA Hirokazu、KAKISHITA Yui、HAMA Hirotaka、WAKAHARA Ryohei、NISHIMURA Akira、KANBAYASHI Daiki、NAKATA Keiko、IMAMURA Takuji
    • 雑誌名

      感染症学雑誌

      巻: 97 号: 2 ページ: 47-51

    • DOI

      10.11150/kansenshogakuzasshi.e22028

    • ISSN
      0387-5911, 1884-569X
    • 年月日
      2023-03-20
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sphingomyelin synthase 1 supports two steps of rubella virus life cycle2023

    • 著者名/発表者名
      Yagi Mayuko、Hama Minami、Ichii Sayaka、Nakashima Yurie、Kanbayashi Daiki、Kurata Takako、Yusa Kosuke、Komano Jun
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 26 号: 11 ページ: 108267-108267

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.108267

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 風疹患者におけるウイルスRNAと感染性ウイルスの排出について2023

    • 著者名/発表者名
      上林 大起 倉田 貴子 改田 厚 久保 英幸 山元 誠司 江川 和孝 平井 有紀 岡田 和真 改田 祐子 池森 亮 弓指 孝博 森 治代 本村 和嗣 山地 良彦 西野 裕香 伊藤 文美 齊藤 武志 大森 亮介 生田 和良
    • 雑誌名

      病原微生物検出情報月報

      巻: 44 ページ: 51-53

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 麻疹・風疹同時検査が可能なマルチプレックスreal-time RT-PCR法の評価2023

    • 著者名/発表者名
      駒林 賢一 青木 洋子 佐藤 重紀 齋藤 典子 諏訪 優希 板持 雅恵 改田 祐子 上林 大起 倉田 貴子 上田 豊 眞榮城 徳之 森 嘉生 永井 美智 大槻 紀之 梁 明秀
    • 雑誌名

      病原微生物検出情報月報

      巻: 44 ページ: 50-51

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 感染症流行予測調査事業・B型肝炎感受性調査結果(2018~2021年)-大阪府2023

    • 著者名/発表者名
      阪野文哉 , 川畑拓也 , 浜みなみ , 青山幾子 , 倉田貴子 , 上林大起 , 池森亮 , 改田祐子 , 森治代
    • 雑誌名

      病原微生物検出情報月報

      巻: 44 ページ: 38-39

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 大阪府内で報告された麻疹症例と府内情報共有体制の構築2023

    • 著者名/発表者名
      倉田貴子 上林大起 柿本健作 阿部仁一郎 入谷展弘 本村和嗣 福島俊也 宮本妙子 東山佳代 西野裕香 坂 本愛 大槻紀之
    • 雑誌名

      病原微生物検出情報月報

      巻: 44 ページ: 138-139

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 麻疹の抗体保有状況-2022年度感染症流行予測調査(暫定結果)2023

    • 著者名/発表者名
      駒込理佳 池田陽子 斎藤望 柏原尚子 石川莉々子 阿部櫻子 齋藤明日美 青木恵美子 中澤景子 富岡恭子 竹内美夏 中西希代子 長谷川道弥 長島真美 鈴木理恵子 櫻木淳一 加藤美和子 昆美也子 小橋奈緒 倉本 早苗 桜井麻衣子 小野田伊佐子 長岡宏美 諏訪優希 齋藤典子 矢野拓弥 改田祐子 上林大起 他
    • 雑誌名

      病原微生物検出情報月報

      巻: 44 ページ: 140-142

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Shedding of rubella virus in postsymptomatic individuals; viral RNA load is a potential indicator to estimate candidate patients excreting infectious rubella virus2023

    • 著者名/発表者名
      Kanbayashi Daiki、Kurata Takako、Kaida Atsushi、Kubo Hideyuki、Yamamoto Seiji P.、Egawa Kazutaka、Hirai Yuki、Okada Kazuma、Kaida Yuko、Ikemori Ryo、Yumisashi Takahiro、Ito Ayami、Saito Takeshi、Yamaji Yoshihiko、Nishino Yuka、Omori Ryosuke、Mori Haruyo、Motomura Kazushi、Ikuta Kazuyoshi
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Virology

      巻: 160 ページ: 105377-105377

    • DOI

      10.1016/j.jcv.2022.105377

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Contribution of parvovirus B19 in suspected cases of measles/rubella in Osaka, Japan, between 2011 and 20212023

    • 著者名/発表者名
      Kaida Yuko、Kanbayashi Daiki、Kurata Takako、Mori Haruyo
    • 雑誌名

      Journal of Medical Virology

      巻: 95 号: 3

    • DOI

      10.1002/jmv.28593

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Establishment of measles virus receptor‐expressing Vero cells lacking functional poliovirus receptors2023

    • 著者名/発表者名
      Someya Kenji、Okemoto‐Nakamura Yuko、Kurata Takako、Kanbayashi Daiki、Saito Noriko、Itamochi Masae、Otsuki Noriyuki、Hanada Kentaro、Takeda Makoto
    • 雑誌名

      Microbiology and Immunology

      巻: 67 号: 3 ページ: 166-170

    • DOI

      10.1111/1348-0421.13047

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 風疹患者におけるウイルスRNAと感染性ウイルスの排出について2023

    • 著者名/発表者名
      上林大起 倉田貴子 改田 厚 久保英幸 山元誠司 江川和孝 平井有紀  岡田和真 改田祐子 池 森 亮 弓指孝博 森 治代 本村和嗣 山地良彦 西野裕香 伊藤文美 齊藤武志 大森亮介 生田和良
    • 雑誌名

      病原微生物検出情報(IASR)

      巻: 44 ページ: 51-53

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 麻疹・風疹同時検査が可能なマルチプレックスreal-time RT-PCR法の評価2023

    • 著者名/発表者名
      駒林賢一 青木洋子 佐藤重紀 齋藤典子 諏訪優希 板持雅恵 改田祐子 上林大起 倉田貴子 上田 豊 眞榮城徳之 森 嘉生 永井美智 大槻紀之 梁 明秀
    • 雑誌名

      病原微生物検出情報(IASR)

      巻: 44 ページ: 50-51

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Increasing seroprevalence but waning herd immunity against measles after elimination: Longitudinal seroepidemiology of measles in Osaka Prefecture, Japan, 2003?20202022

    • 著者名/発表者名
      Kurata Takako、Miyama Takeshi、Kanbayashi Daiki、Kaida Yuko、Aoyama Ikuko、Ikemori Ryo、Banno Fumiya、Kawahata Takuya、Mori Haruyo、Motomura Kazushi
    • 雑誌名

      Vaccine

      巻: 40 号: 46 ページ: 6581-6588

    • DOI

      10.1016/j.vaccine.2022.07.025

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between biochemical markers and measles viral load in patients with immunologically naive cases and secondary vaccine failure: LDH is one of the potential auxiliary indicators for secondary vaccine failure2021

    • 著者名/発表者名
      Kurata Takako、Kanbayashi Daiki、Komano Jun、Motomura Kazushi
    • 雑誌名

      Microbiology and Immunology

      巻: 65 号: 7 ページ: 265-272

    • DOI

      10.1111/1348-0421.12891

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大阪府内における麻疹特異的抗体の保有状況と麻疹発生動向2021

    • 著者名/発表者名
      倉田貴子、上林大起、森 治代、本村和嗣
    • 雑誌名

      病原微生物検出情報

      巻: 42 ページ: 184-185

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ワクチン接種者のシングルB細胞より取得された風しんウイルス中和抗体2023

    • 著者名/発表者名
      大内将司, 上林大起, 山田登美子, 倉田貴子, 安楽正輝, 清水亜紀子, 山内友恵, 本村和嗣
    • 学会等名
      第2回日本抗体学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ワクチン接種者のシングルB細胞より取得された風しんウイルス中和抗体2023

    • 著者名/発表者名
      大内将司, 上林大起, 山田登美子, 倉田貴子, 安楽正輝, 清水亜紀子, 山内友恵, 本村和嗣
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] エムポックスPCRの実際と課題2023

    • 著者名/発表者名
      上林大起
    • 学会等名
      第11回日本性感染症学会関西支部総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大阪府におけるエムポックスのアウトブレイクとその疫学的検討2023

    • 著者名/発表者名
      浜みなみ, 川畑拓也, 上林大起, 倉田貴子, 阪野文哉, 阿部仁一郎, 本村和嗣
    • 学会等名
      日本性感染症学会 第36回学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Loss-of-function スクリーンによる風疹ウイルス感染の制御因子の同定2021

    • 著者名/発表者名
      Mayuko Yagi, Minami Hama,Yurie Nakashima,Daiki Kanbayashi,Takako Kurata,Kousuke Yusa,Jun Komano
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 地方衛生研究所の役割-大阪の麻疹・風疹の 発生動向調査を中心に-2021

    • 著者名/発表者名
      倉田貴子、上林大起
    • 学会等名
      第62回日本臨床ウイルス学会( 共催セミナー:武田薬品工業株式会社)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 風しんを正しく診断するには?―検査・研究から明らかになったこと―

    • URL

      https://www.iph.osaka.jp/s007/020/020/080/20230424153636.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 風しんを正しく診断するには?―検査・研究から明らかになったこと―

    • URL

      http://www.iph.osaka.jp/s007/020/020/080/20230424153636.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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