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治療戦略創出を目指したSARS-CoV-2経肺感染モデルマウスに関する基盤研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K16333
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分54030:感染症内科学関連
研究機関国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所

研究代表者

内海 大知  国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 霊長類医科学研究センター, プロジェクト研究員 (70880871)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードSARS-CoV-2 / variant of concern / hACE2 Tg mouse / 重症急性呼吸器症候群コロナウイルス2 / COVID-19 / hACE2 / SARS-CoV-2感染マウスモデル / ワクチン
研究開始時の研究の概要

現在,世界的なパンデミックを引き起こしたSARS-CoV-2に対抗する手段が求められている。しかし,現時点でワクチン以外の予防または治療薬,さらには,感染により生じる合併症,免疫反応の異常による全身性合併症を標的とした治療法は未だ確立されていない。本研究では,マウスを用いてSARS-CoV-2感染モデルを樹立し,病態解析により,肺局所と肺局所から全身に伝搬したウイルスによって引き起こされる炎症および免疫応答に関する詳細な解析を行い,SARS-CoV-2に対する治療戦略創出に向けた基盤づくりを目指す。

研究成果の概要

ヒトアンジオテンシン変換酵素2過剰発現(hACE2)マウスを用いて、経気道感染によりSARS-CoV-2(変異株を含む)に高感受性な動物モデルを確立した。本モデルは、急性肺傷害と経日的な体重減少が引き起こり、最終的に脳炎で死亡する。一方、血中の炎症性細胞の増加は認められたがサイトカインストームの様な全身性炎症応答は見られず、ヒトCOVID-19病態を完全に再現していないことから、医薬品評価系として利用することとした。結果、ワクチンの接種、中和抗体や抗ウイルス薬を治療的に投与することで、体重減少や死亡を防ぐことができた。さらに、医薬品候補品やバイオマーカーの探索評価にも有益であることも見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究ではヒトACE2を過剰発現するhACE2マウスを用いることで、SARS-CoV-2に高感受性な動物モデルの確立に成功した。本モデルマウスはヒトCOVID-19の病態を完全に再現できてないためその病態解明は難しい。しかし、医薬品候補の効果評価するための試験系として有用である。実際、ワクチン、既存抗ウイルス薬や中和抗体の投与により、感染後の致死を防ぐことを学会や論文をとして報告した。また、共同研究により医薬品候補の評価やバイオマーカー探索にも貢献した。加えて、コロナウイルスが再流行した際、本知見を基に速やかにモデル作成ができ、候補品の安全性評価や薬理試験の系として利用されることが期待される。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] d-Alanine as a biomarker and a therapeutic option for severe influenza virus infection and COVID-192023

    • 著者名/発表者名
      Kimura-Ohba Shihoko、Asaka Masamitsu N.、Utsumi Daichi、Takabatake Yoshitsugu、Takahashi Atsushi、Yasutomi Yasuhiro、Isaka Yoshitaka、Kimura Tomonori
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease

      巻: 1869 号: 1 ページ: 166584-166584

    • DOI

      10.1016/j.bbadis.2022.166584

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intratracheal trimerized nanobody cocktail administration suppresses weight loss and prolongs survival of SARS-CoV-2 infected mice2022

    • 著者名/発表者名
      Nagata Kayoko、Utsumi Daichi、Asaka Masamitsu N.、Maeda Ryota、Shirakawa Kotaro、Kazuma Yasuhiro、Nomura Ryosuke、Horisawa Yoshihito、Yanagida Yohei、Kawai Yugo、Sato Kei、Yamaoka Yutaro、Miyakawa Kei、Ryo Akihide、Yasutomi Yasuhiro、Imura Akihiro、Takaori-Kondo Akifumi
    • 雑誌名

      Communications Medicine

      巻: 2 号: 1 ページ: 152-152

    • DOI

      10.1038/s43856-022-00213-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Highly susceptible SARS-CoV-2 model in CAG promoter?driven hACE2-transgenic mice2021

    • 著者名/発表者名
      Asaka Masamitsu N.、Utsumi Daichi、Kamada Haruhiko、Nagata Satoshi、Nakachi Yutaka、Yamaguchi Tomokazu、Kawaoka Yoshihiro、Kuba Keiji、Yasutomi Yasuhiro
    • 雑誌名

      JCI Insight

      巻: 6 号: 19 ページ: 1-2

    • DOI

      10.1172/jci.insight.152529

    • 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] CAGプロモーター駆動 hACE2 トランスジェニックマウスを用いた高感受性のSARS-CoV-2感染マウスモデル2021

    • 著者名/発表者名
      内海大知、浅賀正充、鎌田春彦、永田諭志、仲地ゆたか、山口智和、河岡義裕、久場敬司、保富康宏
    • 学会等名
      第17回霊長類医科学フォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] CAGプロモーター駆動 hACE2 トランスジェニックマウスを用いた高感受性のSARS-CoV-2感染マウスモデル2021

    • 著者名/発表者名
      浅賀正充、内海大知、鎌田春彦、永田諭志、仲地ゆたか、山口智和、小檜山康司、石井健、河岡義裕、久場敬司、保富康宏
    • 学会等名
      第44回分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] High susceptible model of SARS-CoV2 in CAG promoter-driven hACE2 transgenic mice2021

    • 著者名/発表者名
      Daichi Utsumi, Masamitsu Asaka, Haruhiko Kamada, Yoshihiro Kawaoka, Yasuhiro Yasutomi
    • 学会等名
      第50回日本免疫学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Establishment of SARS-CoV-2 respiratory tract infection model in CAG promoter-driven hACE2 transgenic mice2021

    • 著者名/発表者名
      Daichi Utsumi, Masamitsu Asaka, Haruhiko Kamada, Satoshi Nagata, Yutaka Nakachi, Tomokazu Yamaguchi, Yoshihiro Kawaoka, Keiji Kuba, Yasuhiro Yasutomi
    • 学会等名
      第95回薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] アンジオテンシン変換酵素2(ACE2)酵素活性によるCOVID-19急性肺傷害の治療効果2021

    • 著者名/発表者名
      山口 智和、星崎 みどり、湊 隆文、韮澤 悟、浅賀 正充、新山 真由美、安 健博、内海 大知、永田 諭志、鎌田 春彦、神谷 亘、河岡 義裕、保富 康宏、今井 由美子、久場 敬司
    • 学会等名
      第95回薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] CAG-hACE2 Tg マウスを用いたSARS-CoV-2経気道感染モデルの樹立2021

    • 著者名/発表者名
      内海大知、浅賀正充、鎌田春彦、永田諭志、仲地ゆたか、山口智和、河岡義裕、久場敬司、保富康宏
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-01-30  

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