レオウイルスベクターを用いた新規粘膜ワクチンの開発に関する研究

• 研究課題/領域番号: 21K19379
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分49:病理病態学、感染・免疫学およびその関連分野
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 小林 剛 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (90324847)
• 研究期間 (年度): 2021-07-09 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: レオウイルス / ワクチン / ワクチンベクター

研究開始時の研究の概要

哺乳類オルソレオウイルス（MRV）は、ヒトに対して安全性が高いこと、高力価のウイルス調整が容易であること、粘膜免疫誘導能を有すること等、粘膜ワクチンベクターとして優れた特性を有している。本研究では、MRV遺伝子改変技術を駆使することで、ノロウイルスおよび新型コロナウイルスを対象とした消化器および呼吸器感染症に対する粘膜ワクチンの開発基盤の確立を目的とする。

研究成果の概要

哺乳類レオウイルス（MRV）を用いて、世界経済に多大な影響を与えている新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）および急性胃腸炎を引き起こすノロウイルス（NV）に対する粘膜ワクチンの開発を目的としている。MRV S1遺伝子内に2A配列を付加したSARS-CoV-2 Sタンパク質のレセプター結合領域を挿入することで、組換えMRVを作製した。NVタンパク質を発現する組換えMRVについては、MRV S遺伝子内にNV VP1遺伝子を挿入した組換えMRVを作製した。作製した組換えMRVについてはin vitroおよびin vivoでの解析を行い、MRVベクターの開発を進める上で有用な知見を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

哺乳類レオウイルス（MRV）は病原性が極めて低く、経鼻、経口投与により粘膜免疫を誘導できることから優れた粘膜ワクチンベクター候補と考えられる。本研究ではヒトノロウイルスおよび新型コロナウイルスのワクチン開発を目的として、各種ウイルス抗原を発現する組換えMRVの作製を行った。in vivoにおける解析結果から、克服すべき課題も見つかり、引き続き、開発研究を進める必要はあるものの、これらの成果は様々な呼吸器・消化器感染症に対するワクチン開発にも応用可能と考えられ、社会的意義も高い。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of Sialic Acid-Independent Simian Rotavirus Mutants in Viral Infection and Pathogenesis (2023)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki Moeko、Kanai Yuta、Wakamura Yoshiki、Kotaki Tomohiro、Minami Shohei、Nouda Ryotaro、Nurdin Jeffery A.、Kobayashi Takeshi
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 97 号: 1
  • DOI: 10.1128/jvi.01397-22
  • 査読あり
• [雑誌論文] N-Glycosylation of Rotavirus NSP4 Protein Affects Viral Replication and Pathogenesis. (2023)
  • 著者名/発表者名: Nurdin JA, Kotaki T, Kawagishi T, Sato S, Yamasaki M, Nouda R, Minami S, Kanai Y, Kobayashi T.
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 97 号: 1
  • DOI: 10.1128/jvi.01861-22
  • 査読あり
• [雑誌論文] A reverse genetics system for human rotavirus G2P[4] (2022)
  • 著者名/発表者名: Hamajima Rina、Lusiany Tina、Minami Shohei、Nouda Ryotaro、Nurdin Jeffery A.、Yamasaki Moeko、Kobayashi Nobumichi、Kanai Yuta、Kobayashi Takeshi
  • 雑誌名: Journal of General Virology 巻: 103 号: 12 ページ: 001816-001816
  • DOI: 10.1099/jgv.0.001816
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an oncolytic mammalian orthoreovirus expressing the near-infrared fluorescent protein iRFP720 (2022)
  • 著者名/発表者名: Ogawa Katsuhiro、Yamada Kentaro、Etoh Tsuyoshi、Kitagawa Masahiro、Shirasaka Yoshinori、Noguchi Kazuko、Kobayashi Takeshi、Nishizono Akira、Inomata Masafumi
  • 雑誌名: Journal of Virological Methods 巻: 308 ページ: 114574-114574
  • DOI: 10.1016/j.jviromet.2022.114574
  • 査読あり
• [雑誌論文] Emerging norovirus GII.4 Sydney[P31] causing acute gastroenteritis outbreak in children in Japan, during COVID-19, 2021 (2022)
  • 著者名/発表者名: Pham Ngan Thi Kim、Nishimura Shuichi、Shimizu-Onda Yuko、Trinh Quang Duy、Komine-Aizawa Shihoko、Khamrin Pattara、Okitsu Shoko、Sato Shintaro、Kobayashi Takeshi、Maneekarn Niwat、Hayakawa Satoshi、Ushijima Hiroshi
  • 雑誌名: Journal of Infection and Chemotherapy 巻: 28 号: 9 ページ: 1347-1351
  • DOI: 10.1016/j.jiac.2022.05.015
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The nonstructural p17 protein of a fusogenic bat-borne reovirus regulates viral replication in virus species- and host-specific manners (2022)
  • 著者名/発表者名: Nouda Ryotaro、Kawagishi Takahiro、Kanai Yuta、Shimojima Masayuki、Saijo Masayuki、Matsuura Yoshiharu、Kobayashi Takeshi
  • 雑誌名: PLOS Pathogens 巻: 18 号: 6 ページ: e1010553-e1010553
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1010553
  • 査読あり
• [雑誌論文] Whole genome sequencing and evolutionary analysis of G8P [8] rotaviruses emerging in Japan (2022)
  • 著者名/発表者名: Phan Tung、Kobayashi Masaaki、Nagasawa Koo、Hatazawa Riona、Thi Kim Pham Ngan、Miyashita Hideaki、Komoto Satoshi、Tajima Takeshi、Baba Tuneyoshi、Okitsu Shoko、Khamrin Pattara、Maneekarn Niwat、Kimura Hirokazu、Kobayashi Takeshi、Hayakawa Satoshi、Ushijima Hiroshi
  • 雑誌名: VirusDisease 巻: 33 号: 2 ページ: 215-218
  • DOI: 10.1007/s13337-022-00765-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Whole genome sequence of an uncommon G9P[4] species A rotavirus containing DS-1-like (genotype 2) genes in Japan (2022)
  • 著者名/発表者名: Phan Tung、Hatazawa Riona、Komoto Satoshi、Nishimura Shuichi、Khamrin Pattara、Pham Ngan Thi Kim、Okitsu Shoko、Kobayashi Takashi、Maneekarn Niwat、Hayakawa Satoshi、Ushijima Hiroshi
  • 雑誌名: Archives of Virology 巻: 167 号: 7 ページ: 1603-1606
  • DOI: 10.1007/s00705-022-05462-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] An increasing trend of human sapovirus infection in Japan, 2009 to 2019: An emerging public health concern (2022)
  • 著者名/発表者名: Hoque S. A., Nishimura K, Thongprachum A. , Khamrin P. ,Ngan Thi Kim Pham, Islam M. T. , Khandoker n. , Okitsu S, Onda-Shimizu Y , Dey S. K. ,Maneekarn N. , Kobayashi T, Hayakawa S, Ushijima H.
  • 雑誌名: Journal of Infection and Public Health 巻: 15 号: 3 ページ: 315-320
  • DOI: 10.1016/j.jiph.2022.01.019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] SARS-CoV-2 infection triggers paracrine senescence and leads to a sustained senescence-associated inflammatory response (2022)
  • 著者名/発表者名: Tsuji Shunya、Minami Shohei、Hashimoto Rina、Konishi Yusuke、Suzuki Tatsuya、Kondo Tamae、Sasai Miwa、Torii Shiho、Ono Chikako、Shichinohe Shintaro、Sato Shintaro、et al.
  • 雑誌名: Nature Aging 巻: 2 号: 2 ページ: 115-124
  • DOI: 10.1038/s43587-022-00170-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ultrasensitive detection of SARS-CoV-2 nucleocapsid protein using large gold nanoparticle-enhanced surface plasmon resonance (2022)
  • 著者名/発表者名: Yano T, Kajisa T, Ono M, Miyasaka Y, Hasegawa Y, Saito A, Otsuka K, Sakane A, Sasaki T, Yasutomo K, Hamajima R, Kanai Y, Kobayashi T, Matsuura Y, Itonaga M, Yasui T.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 号: 1 ページ: 1060-1060
  • DOI: 10.1038/s41598-022-05036-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Species A rotavirus reverse genetics: Achievements and prospects (2021)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T, Patton J.T., Desselberger U.
  • 雑誌名: Virus Research 巻: 306 ページ: 198583-198583
  • DOI: 10.1016/j.virusres.2021.198583
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Development of an entirely plasmid-based reverse genetics system for 12-segmented double-stranded RNA viruses (2021)
  • 著者名/発表者名: Nouda R, Minami S, Kanai Y, Kawagishi T, Nurdin JA, Yamasaki M, Kuwata R, Shimoda H, Maeda K, Kobayash T.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 118 号: 42
  • DOI: 10.1073/pnas.2105334118
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Monoreassortant Rotaviruses of Multiple G Types Are Differentially Neutralized by Sera From Infants Vaccinated With ROTARIX and RotaTeq (2021)
  • 著者名/発表者名: J. R. Diller, M. H. Carter, Kanai Y, S. V. Sanchez, Kobayashi T, K. M. Ogdena.
  • 雑誌名: The Journal of Infectious Diseases 巻: - 号: 10 ページ: 1720-1729
  • DOI: 10.1093/infdis/jiab479
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Detection of Rotavirus Antigenemia by Immunochromatographic Kits: a Case Series. (2021)
  • 著者名/発表者名: Ushijima H, Hikita T, Kobayashi M, Pham NTK, Onda-Shimizu Y, Kawagishi T, Okitsu S, Kanai Y, Kobayashi T, Phan T, Hoque SA, Takanashi S, Komoto S, Kumthip K, Taniguchi K, Maneekarn N, Hayakawa S, Khamrin P.
  • 雑誌名: Clinical Laboratory 巻: 67 号: 10/2021 ページ: 2275-2282
  • DOI: 10.7754/clin.lab.2021.210125
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] FAST Proteins: Development and Use of Reverse Genetics Systems for Reoviridae Viruses (2021)
  • 著者名/発表者名: Kanai Y, Kobayashi T.
  • 雑誌名: Annual Review of Virology 巻: 8 号: 1 ページ: 515-536
  • DOI: 10.1146/annurev-virology-091919-070225
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epidemiology and genetic diversity of group A rotavirus in pediatric patients with acute gastroenteritis in Thailand, 2018-2019 (2021)
  • 著者名/発表者名: Nutthawadee J, Kattareeya K, Arpaporn Y, Kanai Y, Okitsu S, Kobayashi T, Nuthapong U, Ushijima H, Niwat M, Pattara K.
  • 雑誌名: Infection, Genetics and Evolution 巻: 95 ページ: 104898-104898
  • DOI: 10.1016/j.meegid.2021.104898
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] DsRNA Sequencing for RNA Virus Surveillance Using Human Clinical Samples (2021)
  • 著者名/発表者名: Izum T, Morioka Y, Urayama S, Motooka D, Tamura T, Kawagishi T, Kanai Y, Kobayashi T, Ono C, Morinaga A, Tomiyama T, Iseda N, Kosai Y, Inokuchi S, Nakamura S, Tanaka T, Moriishi K, Kariwa H, Yoshizumi T, Mori M, Matsuura Y, Fukuhara T.
  • 雑誌名: Viruses 巻: 13 号: 7 ページ: 1310-1310
  • DOI: 10.3390/v13071310
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Rotavirus reverse genetics systems: Development and application (2021)
  • 著者名/発表者名: Kanai Y, Kobayashi T.
  • 雑誌名: Virus Research 巻: 295 ページ: 198296-198296
  • DOI: 10.1016/j.virusres.2021.198296
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combining machine learning and nanopore construction creates an artificial intelligence nanopore for coronavirus detection (2021)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi M, Minami S, Ono C, Hamajima R, Morimura A, Hamaguchi S, Akeda Y, Kanai Y, Kobayashi T, Kamitani W, Terada Y, Suzuki K, Hatori N, Yamagishi Y, Washizu N, Takei H, Sakamoto O, Naono N, Tatematsu K, Washio T, Matsuura Y, Tomono K.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 号: 1 ページ: 3726-3726
  • DOI: 10.1038/s41467-021-24001-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Whole Genome Characterization of HAstV5-HAstV8-HAstV1 Recombinant Strains of ORF1a-ORF1b-ORF2 Regions (2022)
  • 著者名/発表者名: Pattara Khamrin, Kattareeya Kumthip, Shintaro Sato, Shoko Okitsu, Takeshi Kobayashi, Satoshi Hayakawa, Hiroshi Ushijima, Niwat Maneekarn
  • 学会等名: 第68回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Recent advances in rotavirus reverse genetics research (2022)
  • 著者名/発表者名: 小林剛
  • 学会等名: 第68回日本ウイルス学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] ロタウイルス感染に関与する宿主因子Tumor Associated Calcium Signal Transducer 2の機能解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 山崎萌子、金井祐太、浜島りな、小瀧将裕、南昌平、納田遼太郎、Jeffery A. Nurdin、小林剛
  • 学会等名: 第68回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] ロタウイルスNSP2タンパク質の機能解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 小瀧 将裕、金井 祐太、南 昌平、納田 遼太郎、Jeffery A. Nurdin、山﨑 萌子、小林 剛
  • 学会等名: 第68回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] マウス順化サルロタウイルスの作出 (2022)
  • 著者名/発表者名: 金井 祐太、小瀧 将裕、南 昌平、納田 遼太郎、山﨑 萌子、小林 剛
  • 学会等名: 第68回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] ヒトロタウイルスHN126株におけるリバースジェネティクス系の確立 (2022)
  • 著者名/発表者名: 浜島 りな、Tina Lusiany、南 昌平、納田 遼太郎、Jeffery A. Nurdin、山﨑 萌子、小林 宣道、金井 祐太、小林 剛
  • 学会等名: 第68回日本ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Single amino acid substitution in VP7 promotes the pathogenicity of simian rotavirus in mice (2022)
  • 著者名/発表者名: Yuta Kanai, Eriko Hirai, Tomohiro Kotaki and Takeshi Kobayashi
  • 学会等名: 14th International dsRNA Virus Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] N-glycosylation of rotavirus NSP4 protein affects viral replication and pathogenesis (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Kotaki, Jeffery A. Nurdin, Takahiro Kawagishi, Shintaro Sato, Moeko Yamasaki, Ryotaro Nouda, Shohei Minami, Yuta Kanai, Takeshi Kobayashi
  • 学会等名: 14th International dsRNA Virus Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] Analysis of the role of rotavirus NSP4 protein in viral replication and pathogenicity (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Kotaki, Nurdin Jeffery A., Kawagishi Takahiro, Sato Shintaro, Yamasaki Moeko, Nouda Ryotaro, Minami Shohei, Kanai Yuta, Kobayashi Takeshi
  • 学会等名: 第20回 あわじ感染と免疫国際フォーラム
  • 国際学会
• [学会発表] Identification of TACSTD2 as a host factor involved in rotavirus infection (2022)
  • 著者名/発表者名: Moeko Yamasaki, Yuta Kanai, Rina Hamajima, Tomohiro Kotaki, Shohei Minami, Ryotaro Nouda, Takeshi Kobayashi.
  • 学会等名: 第20回 あわじ感染と免疫国際フォーラム
  • 国際学会
• [学会発表] A genome-wide CRISPR-Cas9 screening approach to identify host factors for rotavirus infection CRISPR-Cas9法によるロタウイルス感染に関与する宿主因子のゲノムワイドスクリーニング (2021)
  • 著者名/発表者名: 山﨑 萌子、浜島 りな、金井 祐太、小瀧 将裕、南 昌平、納田 遼太郎、Nurdin Jeffery、小林 剛
  • 学会等名: 第68回ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Altered infectivity of rotaviruses in mice treated with antibiotics 抗生物質を投与したマウスにおけるロタウイルスの増殖能 (2021)
  • 著者名/発表者名: 金井 祐太、Jeffery Nurdin、南 昌平、納田 遼太郎、山崎 萌子、小林 剛
  • 学会等名: 第68回ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Development of an entirely plasmid-based reverse genetics system for 12-segmented double-stranded RNA virus. (2021)
  • 著者名/発表者名: Ryotaro Nouda, Shohei Minami, Yuta Kanai, Takahiro Kawagishi, Jeffery A. Nurdin, Moeko Yamasaki, Ryusei Kuwata, Hiroshi Shimoda, Ken Maeda, Takeshi Kobayashi.
  • 学会等名: 第68回ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Determining the role of rotavirus NSP4 N-glycosylation sites using reverse genetics approach (2021)
  • 著者名/発表者名: Jeffery A. Nurdin, Yuta Kanai, Tomohiro Kotaki, Takahiro Kawagishi, Shohei Minami, Ryotaro Nouda, Moeko Yamasaki, Takeshi Kobayashi.
  • 学会等名: 第68回ウイルス学会学術集会
• [学会発表] Analysis of intestinal epithelial cells differentiated from human induced pluripotent stem cells as a more suitable tool for the study of SARS-CoV-2 (2021)
  • 著者名/発表者名: Shohei Minami, Naomi Matsumoto, Ryotaro Nouda, Jeffery Nurdin, Moeko Yamasaki, Tomohiro Kotaki, Yuta Kanai, Shintaro Sato, Takeshi Kobayashi.
  • 学会等名: 第68回ウイルス学会学術集会
• [図書] 医学のあゆみ280巻9号 ウイルスを創る，ウイルスを視る (2021)
  • 著者名/発表者名: 金井祐太、納田遼太郎、小林 剛
  • 出版者: 医歯薬出版株式会社
• [図書] 創薬研究者がこれだけは知っておきたい最新のウイルス学 (2021)
  • 著者名/発表者名: 金井祐太、納田遼太郎、山﨑萌子、小林 剛
  • 出版者: 技術情報協会
  • ISBN: 9784861048555