粘膜ワクチンへの新展開ベクターとアジュバントによる効果的なTh1とTh2型細胞の誘導

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08044285
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 清野 宏 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (10271032)
• 研究分担者: 島岡 要 大阪大学, 医学部, 助手 (40281133) ; 廣井 隆親 大阪大学, 微生物病研究所, 助手 (80228824) ; 高橋 一郎 大阪大学, 微生物病研究所, 講師 (20206791) ; 山本 正文 アラバマ大学, バーミングハム校免疫ワクチンセンター, 主任 研究員 ; VANCOTT John アラバマ大学, バーミングハム校免疫ワクチンセンター, 主任 研究員 ; 藤橋 浩太郎 アラバマ大学, バーミングハム校口腔科学教室, 講師 ; MCGHEE Jerry アラバマ大学, バーミングハム校免疫ワクチンセンター, 所長,教授
• キーワード: 粘膜免疫 / 粘膜ワクチン / 無毒化リコンビナントサルモネラ菌 / 経口免疫 / IFN-γ遺伝子欠損マウス / Th1型 / Th2型応答 / レベル2 Th2型 / 経口ワクチン

研究概要

昨年の夏、日本に猛威をふるった病原性大腸菌に代表される感染症、リウマチなどの自己免疫疾患、食物アレルギー、花粉症といわれるアレルギー症の予防や治療に向けて、粘膜免疫の概念が応用出来るのではないかと期待されている。特に抗原を経口、経鼻等の粘膜を介する方法で投与する粘膜ワクチンは粘膜系と全身系両者の免疫システムをコントロールして正と負両方の免疫が誘導出来る利点がある。本研究では、粘膜免疫学のメッカである米国アラバマ大学バ-ミングハム校免疫ワクチンセンターとの共同研究により粘膜ワクチン開発の為の粘膜免疫機構の解析を分子・細胞レベルで行う。特に効果的な粘膜免疫応答を期待するにあたり、的確なTh1・Th2型細胞の粘膜免疫担当組織への誘導が不可欠である。その為に各種ライブベクターやアジュバント併用による抗原デリバリー法によって誘導されるTh1・Th2型サイトカイン産生T細胞を粘膜系と全身系免疫機構において特定遺伝子欠損マウスなども利用して解析を推進している。初年度は本研究計画の代表である清野宏が着任した大阪大学微生物病研究所免疫・生体防御研究部門の粘膜免疫グループの研究者、研究室、研究体制などの設定進行状況を米国側研究者に理解してもらう目的でダラバマ大学側の研究者の招聘が中心となった。大阪大学側の研究者のほとんどは過去にアラバマ大学バ-ミングハム校免疫ワクチンセンターにおいて留学経験があり、先方の研究状況、環境を熟知しており、初年度のプログラムにより相方の研究体制・環境の理解が深まってきている。
具体的な研究成果としては、IFN-γ遺伝子欠損マウス/正常マウスモデルを破傷風毒素のToxCの遺伝子を発現している無毒化したリコンビナントサルモネラ菌を併用した実験系を通して、Th2型細胞の中にレベル1とレベル2といわれるサイトカイン産生パターンの異なるT細胞群の存在している事が示唆された。ToxCを発現したリコンビナントサルモネラ菌を正常マウスに投与すると、同ライブベクターの宿主細胞内寄生性により当然のごとく細胞性免疫(CMI)の中心的役割を果たす抗原に特異的なIFN-γを産出するTh1型CD4^+細胞が粘膜系と全身系両免疫機構に誘導される。それを反映するように抗原特異的DTH反応や抗原特異的IgG2b抗体の誘導が認められた。粘膜系の組織ではTh1型CD4^+T細胞が優位な状況下においても抗原特異的IgAがある程度誘導されていた。つまり、そのアイソタイプ誘導に必要なサイトカイン(例 IL-6、IL-10)だけを産生出来るレベル2と呼ばれるTh2型CD4^+T細胞の存在が示唆された。それと対象的にレベル1と呼ばれるTh2型CD4^+T細胞は全てのTh2型サイトカインを発現している。IFN-γ遺伝子欠損マウス(つまりTh1型応答が低下している状態)を同サルモネラ菌で免疫すると、レベル2Th2型細胞の誘導が顕著に認められた。これらの結果は経口免疫にライブベクターとして無毒化・弱毒化サルモネラ菌を応用すると粘膜系と全身系両方の免疫システムに細胞性免疫を掌る抗原特異的Th1型と液性免疫を誘導・制御するTh2型細胞が惹起される。つまり、粘膜ワクチンにより細胞性・液性免疫両方が粘膜系と全身系免疫担当組織に誘導出来るというわけである。

研究成果

• [文献書誌] VanCott,J.L.,et al.: "Regulation of mucosal and systemic antibody responses by T helper subsets,macrophages and derived cytokines following oral immunization with live recombinant Salmonella." J.Immunol.156. 1504-1514 (1996)
• [文献書誌] Takahashi,I.,et al.: "Mechanisms for mucosal immunogenicity and adjuvancy of Escherichia coli labile enterotoxin." J.Infect.Dis.173. 627-635 (1996)
• [文献書誌] Takahashi,I.,et al.: "Epitope maps of Escherichia coli labile toxin B subunit for development,of a synthetic oral vaccine." Infect.Immune.64. 1290-1298 (1996)
• [文献書誌] Nakagawa,I.,et al.: "Oral lmmunization with the B subnit of the heat-labile entrerotoxin of Escherichia coil induces early Th1 and Th2 cytokines expression in Peyer′s patches." J.Infect.Dis.173. 1428-1426 (1996)
• [文献書誌] Okahashi,N.,et al.: "Mucosal immunity in IL-4 knockout mice:orala dministration of recombinant Salmonella or cholea toxin elicits CD4^+Th2 cells producing IL-6 and IL-10 and IgA responses." Infect.Immune.64. 1516-1525 (1996)
• [文献書誌] Fujihashi,K.,et al.: "γδT cell deficient mice have imparied mucosal IgA responses." J.Exp.Med.183. 1929-1935 (1996)
• [文献書誌] Kiyono,H.,et al.: "Mucosal vaccine:New Trends in Immunization." Academic Press,San Diego., 479 (1996)
• [文献書誌] Kagnoff,M.F.,et al.: "Essential of Mucosal Immunology." Academic Press,San Diego, 597 (1996)
• [文献書誌] Fujihashi,K.,et al.: "Role of γδT cells in regulation of mucosal IgA response and oral tolarance.778" Ann.NY Acad.Sci., 55-63 (1996)
• [文献書誌] Yamamoto,M.,et al.: "The role of Th1 and Th2 cells for mucosal IgA responses.778" Ann.NY Acad.Sci, 64-71 (1996)
• [文献書誌] VanCott,J.L.,et al.: "Optimization of mucosal vaccine delivery systems for the induction of mucosal and systemic immune responses and advances in detection of mucosal antibodies Vaccine 96" Cold Spring Harbor Laboratory Ptess, 175 (1996)
• [文献書誌] Pascual,D.W.,et al.: "Mucosal immunity:molecular and cellular aspects of immune protection to enteric infections.In:Enteric Infections and Immune Responses" Plenum Publishing Co.,New York,N.Y., 15-35 (1996)