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Bacillus属細菌由来ナノ粒子を抗原担体としたワクチン開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K05400
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38020:応用微生物学関連
研究機関国立感染症研究所

研究代表者

安部 公博  国立感染症研究所, 治療薬・ワクチン開発研究センター, 主任研究官 (10748940)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 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)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード枯草菌 / Bacillus / 膜小胞 / ワクチン / membrane vesicle / vaccine
研究開始時の研究の概要

近年、細菌が生産する直径20 ~ 400 nmの微小な膜小胞には様々な生理活性があり、宿主動物・植物とも相互作用することで、宿主免疫応答を起こすことが知られている。本研究は、このような細菌由来のナノ粒子のもつ免疫原性にスポットを当て、Bacillus属細菌由来の膜小胞を抗原担体とした次世代ワクチン創生のための基盤的研究を行う。具体的には、1) 膜小胞高生産化技術の開発、2) 膜小胞表面への抗原提示方法の確立、3) マクロファージ様細胞や動物モデルを用いた膜小胞ワクチンの免疫原性の評価、を行う。

研究実績の概要

本研究は、Bacillus属細菌由来の膜小胞を材料にして、多様な病原体に対し迅速に対応しうる次世代型ワクチンの開発を目的としている。特に細菌由来膜小胞の増産方法の開発と、膜小胞表面に抗原タンパク質を提示する技術の開発を中心に研究を進めている。
2023年度に、無害なBacillus属細菌の代表的な例である枯草菌において、本菌をBrain-Heart Infusion培地で培養することにより、抗菌ペプチドであるsublancinの生産が促され、結果として膜小胞が培地中に大量に分泌されることを明らかとした。
2024年度は、Bacillus属細菌の膜小胞にアジュバント活性があるかを調査した。枯草菌等のBaicllus属細菌各種をBrain-Heart Infusion培地で培養し、その培養上清から膜小胞を大量調整・精製した後に、モデル抗原としてオボアルブミンと混合し、マウスに3週間おき3回の鼻腔投与を行った。その後、鼻腔洗浄液、肺胞洗浄液、血清を採取し、サンプル中に含まれるオボアルブミン特異的な抗体の産生をELISA法により評価した。その結果、高いアジュバント活性があることが既に知られている大腸菌Nissle株由来外膜小胞と同等程度の免疫賦活作用が、Baicllus属細菌由来の膜小胞にあることが明らかとなった。また、抗原及び膜小胞を鼻腔投与することにより、全身性免疫だけでなく、粘膜免疫も誘導できることが明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

Baicllus属細菌由来の膜小胞にアジュバント活性があることを明らかにした。また、膜小胞表面に抗原タンパク質を連結する手法を開発できた。

今後の研究の推進方策

今後は、Bacillus属細菌由来膜小胞の表面に病原体由来のタンパク質を提示したワクチンを作製し、マウスに投与し、抗体産生の評価及び感染実験等を行う。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Mucosal adjuvanticity and mucosal booster effect of colibactin-depleted probiotic <i>Escherichia coli</i> membrane vesicles2024

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama Hiroki、Kudo Toshifumi、Yamaguchi Takehiro、Obana Nozomu、Watanabe Kenji、Abe Kimihiro、Miyazaki Hidetaka、Toyofuku Masanori、Nomura Nobuhiko、Akeda Yukihiro、Nakao Ryoma
    • 雑誌名

      Human Vaccines &amp; Immunotherapeutics

      巻: 20 号: 1 ページ: 2337987-2337987

    • DOI

      10.1080/21645515.2024.2337987

    • 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
  • [学会発表] Spo0A-dependent membrane vesicle production in Bacillus subtilis2023

    • 著者名/発表者名
      Kimihiro Abe, Masanori Toyofuku, Nobuhiko Nomura, Nozomu Obana
    • 学会等名
      BACELL2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biogenesis of membrane vesicles in Bacillus subtilis2023

    • 著者名/発表者名
      Kimihiro Abe
    • 学会等名
      Bacterial Membrane Vesicles | Biological Interpretation & Vaccine Application
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 有胞子細菌における遺伝子再編成2023

    • 著者名/発表者名
      安部 公博、佐藤勉
    • 学会等名
      日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [産業財産権] バチルス属細菌の膜小胞を基盤とする担体及びそれを用いた製品2024

    • 発明者名
      安部 公博、中尾龍馬
    • 権利者名
      安部 公博、中尾龍馬
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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