次世代型ファージ療法の開発と臨床応用

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H01506
• 研究機関: 酪農学園大学
• 研究代表者: 岩野 英知 酪農学園大学, 獣医学群, 教授 (60382488)
• 研究分担者: 樋口 豪紀 酪農学園大学, 獣医学群, 教授 (00305905) ; 岩崎 智仁 酪農学園大学, 農食環境学群, 准教授 (30305908) ; 鈴木 一由 酪農学園大学, 獣医学群, 教授 (30339296) ; 橋口 周平 鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (40295275) ; 萩原 克郎 酪農学園大学, 獣医学群, 教授 (50295896) ; 前原 誠也 酪農学園大学, 獣医学群, 准教授 (50438363) ; 村田 亮 酪農学園大学, 獣医学群, 講師 (50590311) ; 山下 和人 酪農学園大学, 獣医学群, 教授 (60244844) ; 臼井 優 酪農学園大学, 獣医学群, 准教授 (60639540) ; 藤木 純平 酪農学園大学, 獣医学群, 助教 (30805114)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: ファージセラピー / 薬剤耐性菌 / 抗生物質 / 細菌感染症 / エンドライシン / 乳房炎

研究実績の概要

本研究では、薬剤耐性化が進む細菌感染症に対して、細菌にのみ感染し死滅させるバクテリオファージを用いた次世代型のファージ療法を開発する。次世代型のファージ療法とは、ファージの持つ溶菌酵素を最適化した「組換え溶菌酵素」を用いる方法と、ファージに的確な抗原を提示させたアジュバントを必要としない「ファージワクチン」による方法である。本年度は、以下の項目について検討し、十分な成果を上げた。1）ウシ乳房炎に対するファージセラピーの応用、2）ファージ溶菌酵素エンドライシンの人工的な発現精製とその性状解析、3）マイコプラズマを標的としたファージワクチンの開発。1）と2）の2項目についてデータをまとめそれぞれ学会発表を行うと共に海外学術雑誌に論文投稿して受理された。
1）については、黄色ブドウ球菌を効率的に感染し溶菌するファージφ012とφ039の菌種特異性を明らかにした。特にφ012を用いた乳房炎モデルマウスにて、in vivoにおける効果を確認することができた。
2）については、φ012のエンドライシンの遺伝子をクローニングし、大腸菌に組み換えて発現精製することに成功した。酵素触媒ドメインであるCHAPドメインと細菌のペプチドグリカンの認識を担うSH3bドメインが、エンドライシンの活性にとって必須であることを明らかにした。また、エンドライシンには、カルシウムと亜鉛の濃度が活性に大きな影響を与えること、さらに抗生物質との併用により溶菌効果が高まることを明らかにした。
この2つのテーマとも、新たに特許性が認められる点があり、現在検討中である。
3）ファージワクチンについては、マイコプラズマの抗原候補となる部分を発言したファージを構築に成功したおり、次年度は、生体を使ってワクチン効果があるのか検証して行く。

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

本研究のオリジナルなデータにより、論文化して発信することができており、さらに、今後、深いメカニズムを追求できるようなテーマも見いだすことができている。よって、おおむね順調に進展しており、今後、特許性なども検討しながら、さらに
発信して行きたい。

今後の研究の推進方策

おおむね計画通り順調に進展しており、特許の可能性も視野に入れながら遂行していく予定である。論文の投稿や海外専門学会での発表も積極的に行い、国内外に情報を発信して、ファージセラピが広く認知されるよう邁進していく予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of the Lytic Capability of a LysK-Like Endolysin, Lys-phiSA012, Derived from a Polyvalent Staphylococcus aureus Bacteriophage. (2018)
  • 著者名/発表者名: Fujiki J, Nakamura T, Furusawa T, Ohno H, Takahashi H, Kitana J, Usui M, Higuchi H, Tanji Y, Tamura Y, Iwano H.
  • 雑誌名: Pharmaceuticals (Basel). 巻: 11 ページ: pii: E25.
  • DOI: 10.3390/ph11010025.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Bacteriophage ΦSA012 Has a Broad Host Range against Staphylococcus aureus and Effective Lytic Capacity in a Mouse Mastitis Model. (2018)
  • 著者名/発表者名: Iwano H, Inoue Y, Takasago T, Kobayashi H, Furusawa T, Taniguchi K, Fujiki J, Yokota H, Usui M, Tanji Y, Hagiwara K, Higuchi H, Tamura Y.
  • 雑誌名: Biology (Basel). 巻: 7 ページ: pii: E8.
  • DOI: 10.3390/biology7010008.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Innate immune response of bovine mammary epithelial cells to Mycoplasma bovis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Gondaira S, Higuchi H, Iwano H, Nishi K, Nebu T, Nakajima K, Nagahata H.
  • 雑誌名: J Vet Sci. 巻: 19 ページ: 79-87
  • DOI: 10.4142/jvs.2018.19.1.79.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 獣医領域におけるファージセラピーの可能性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩野英知
  • 雑誌名: 家畜診療 巻: 64 ページ: 431-439
  • 査読あり
• [学会発表] Staphylococcus aureusファージ由来溶菌酵素の分子進化に基づく最適化溶菌酵素の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大野葉月, 中村暢宏, 藤木純平, 北名純也, 高橋宏充, 古澤貴章, 岩野英知
  • 学会等名: 日本獣医学会学術集会
• [学会発表] Mycoplasma bovisに対するウシ滑膜細胞の免疫学的応答性の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡本真理子, 西航司, 笹川操緒, 田中貴大, 権平智, 根布貴則, 大塚浩通, 松田一哉, 岩野英知, 小岩政照, 樋口豪紀, 永幡肇
  • 学会等名: 日本獣医学会学術集会
• [学会発表] 子牛のマイコプラズマ関節炎罹患関節における免疫学的応答性の評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 笹川操緒, 西航司, 岡本真理子, 田中貴大, 権平智, 根布貴則, 大塚浩通, 小岩政照, 松田一哉, 岩野英知, 樋口豪紀, 永幡肇
  • 学会等名: 日本獣医学会学術集会
• [学会発表] 子牛のマイコプラズマ関節炎における骨融解の病態解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 西航司, 権平智, 岡本真理子, 笹川操緒, 根布貴則, 岩野英知, 松田一哉, 大塚浩通, 小岩政照, 樋口豪紀, 永幡肇
  • 学会等名: 日本獣医学会学術集会
• [学会発表] 乳房炎治療におけるファージセラピーについて (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩野英知
  • 学会等名: 平成29年度特別講演会（農林水産省動物医薬品検査所）
  • 招待講演
• [学会発表] 細菌感染症に対するファージセラピーの可能性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岩野英知
  • 学会等名: 京都府立医科大学大学院度特別講演会
  • 招待講演
• [学会発表] バクテリオファージ由来溶菌酵素（エンドライシン）を用いた黄色ブドウ球菌に対する溶菌活性の検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤木純平、中村暢宏、大野葉月、北名純也、高橋宏充、古澤貴章、岩野英知
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017) 第40回日本分子生物学会年会/第90回日本生化学会大
• [備考] 岩野英知准教授、樋口豪紀教授の研究チームが獣医学術学会賞を受賞
  • URL: http://www.rakuno.ac.jp/article-32577.html
• [備考] 酪農学園大学 獣医学群 獣医生化学ユニット 岩野 英知 准教授 （ 2011/06/25 ）
  • URL: http://www.mcip.hokudai.ac.jp/tlocms/cgi-bin/index.pl?page=contents&view_category_lang=1&view_category=1025
• [備考] 岩野英知准教授らが「S・アウレウス溶菌性バクテリオファージ」で特許を取得
  • URL: http://www.rakuno.ac.jp/article-34813.html