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2019 年度 実績報告書

抗イディオタイプ抗体を用いたHIV中和抗体誘導の基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 18H02854
研究機関熊本大学

研究代表者

松下 修三  熊本大学, ヒトレトロウイルス学共同研究センター, 教授 (00199788)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード感染症 / 内科 / ウイルス
研究実績の概要

抗ウイルス療法の進歩にも関わらず、世界のHIV感染例は増加している。HIV感染予防ワクチン開発における最も困難な問題は、中和抗体が誘導されない点にある。近年、広範囲中和抗体(broadly neutralizing antibody: bnAb)が分離され、これを誘導する方法が模索されたが、標的となる前駆B細胞を刺激してもbnAbは誘導されず、ワクチン開発は進んでいない。我々は、single cell sortingによって、中和抗体に対する多様な抗イディオタイプ抗体を作成する方法を確立した。抗イディオタイプ抗体は、中和抗体の抗原認識部位に反応し、一部は標的エピトープに類似した構造を取る。本研究の目的は、多様な抗イディオタイプ抗体パネルを作成して、中和抗体産生B細胞集団を解析し、その前駆細胞を同定することにある。さらに、同定した前駆B細胞を刺激し、中和抗体の誘導を試みる。本研究は、以下の4つ段階を確認しながら推進する。
1.中和抗体に対する抗イディオタイプ抗体パネルの作成 2.抗イディオタイプ抗体パネルを用いたB細胞集団の解析
3.中和抗体産生前駆B細胞の同定 4.新たなHIV中和抗体誘導ワクチンの作成
我々は、昨年度までに第一段階を終了し、HIV中和抗体に対する抗イディオタイプ抗体パネルを作成した。本年度は作成した抗体の交差反応性などの性質分析を行うとともに、第2段階のB細胞解析を行った。即ち、抗イディオタイプ抗体パネルを用いて、HIV感染症例の血清をスクリーニングし、イディオトープを共有する抗体を持つ症例を同定した。さらに当該症例の末梢血から、抗イディオタイプ抗体が認識するB細胞をsingle cell sortingで取得し、得られた抗体の機能を評価した。現在、中和エピトープを認識する細胞の網羅的解析データを蓄積中であり、これによって前駆B細胞の同定を行う。

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

本研究課題は、1.中和抗体に対する抗イディオタイプ抗体を作成し、交差反応性などの解析,2.抗イディオタイプ抗体パネルを用いたB細胞集団の解析,3.中和抗体産生前駆B細胞の同定,4.新たなHIV中和抗体誘導ワクチンの作成,
以上の4つ段階に分けて考えることができる。我々は、昨年度までに第一段階を終了し、HIV中和抗体に対する抗イディオタイプ抗体のパネルを作成した。本年度は作成した抗体の交差反応性などの性質分析を行うとともに、第2段階のB細胞解析を行った。即ち、下記(1)の手順で、single cell sortingを用い、抗V3抗体とCD4i抗体に対する抗イディオタイプ抗体からなる抗体パネルを用いて、HIV感染症例の血清をスクリーニングし、イディオトープを共有する抗体を持つ症例を同定した。さらに(2)の手順で当該症例の末梢血から、抗イディオタイプ抗体が認識するB細胞をsingle cell sortingで取得し、抗イディオタイプ抗体への結合活性や中和抗体の標的に対する結合活性を評価した。次年度は、中和エピトープを認識する細胞を網羅的に集団として解析し、前駆B細胞の同定を行う予定である。(1)中和抗体を免疫したマウスの脾臓細胞から、中和抗体特異的抗イディオタイプ抗体産生B細胞をsingle cell sortingで分離する。得られたB細胞からVHとVLをPCRクローニングして、293A細胞またはCHOにて抗体を得る。中和抗体に対する結合抑制活性、中和活性の抑制試験などにより、複数の特徴を持つ抗イディオタイプ抗体のパネルを作成する。(2)これら抗イディオタイプ抗体パネルを用いて、HIV非感染者、及びHIV感染患者における前駆B細胞を含むBCRに交差するイディオトープを持つ細胞をsingle cell sortingで分離し、ENV抗原への反応性、中和活性を検討する。

今後の研究の推進方策

我々は初年度には、中和抗体を免疫したマウスの脾臓細胞から、特異的抗イディオタイプ抗体産生B細胞をsingle cell sortingで分離する方法を用いて、2種類のCD4i抗体(916B2と4E9C)及びV3(1C10)に対する、抗イディオタイプ抗体をそれぞれ、10種類、8種類、4種類作成した。これらの抗イディオタイプ抗体パネルは、それぞれ免疫した抗体の結合抑制試験でスクリーニングした中から、交差抑制試験、交差結合試験などによって選別した。昨年度は、これらのパネル抗体の大量調整を行うとともに、その性質に関して詳細な検討を加え、抗体の反応エピトープの分類を試みた。さらに、第二段階の中和抗体産生前駆B細胞の同定を目指したB細胞集団の解析に最も適切と考えられるクローンを選別した。現在、これら選別された抗体パネルを用いて、HIV非感染者、及びHIV感染患者サンプルにおける前駆B細胞を含むと考えられるBCRに交差反応を示すイディオトープを持つ細胞をsingle cell sortingで分離し、ENV抗原への反応性、中和活性を検討中である。次年度は、これらの分析の結果蓄積される網羅的データを細胞集団として解析し、中和抗体産生前駆B細胞の同定を目指す。さらに、H1-loopやH2-loopなどCD4分子結合後にエンベロープ3量体が構造変化を起こして形成されるエピトープの解析のため、FabやscFvの作成に進み、霊長類モデルに抗イディオタイプ抗体による中和抗体誘導実験が提案できるデータの取得を目指す。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (3件) (うち外国 2件)

  • [雑誌論文] Prediction of contact residues in anti-HIV neutralizing antibody by deep learning2020

    • 著者名/発表者名
      Kaku Yu、Kuwata Takeo、Gorny Miroslaw K.、Matsushita Shuzo
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Infectious Diseases

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.7883/yoken.JJID.2019.496

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Specific Substitutions in Region V2 of gp120 env confer SHIV Neutralisation Resistance2020

    • 著者名/発表者名
      Pisil Yalcin、Yazici Zafer、Shida Hisatoshi、Matsushita Shuzo、Miura Tomoyuki
    • 雑誌名

      Pathogens

      巻: 9 ページ: 181~181

    • DOI

      10.3390/pathogens9030181

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synergistic inhibition of cell-to-cell HIV-1 infection by combinations of single chain variable fragments and fusion inhibitors2019

    • 著者名/発表者名
      Alam Mohammad Mamun、Kuwata Takeo、Tanaka Kazuki、Alam Muntasir、Takahama Shokichi、Shimura Kazuya、Matsuoka Masao、Fukuda Natsuki、Morioka Hiroshi、Tamamura Hirokazu、Matsushita Shuzo
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 20 ページ: 100687~100687

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.bbrep.2019.100687

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The role of conventional antibodies targeting the CD4 binding site and CD4-induced epitopes in the control of HIV-1 CRF01_AE viruses2019

    • 著者名/発表者名
      Thida Win、Kuwata Takeo、Maeda Yosuke、Yamashiro Tetsu、Tran Giang Van、Nguyen Kinh Van、Takiguchi Masafumi、Gatanaga Hiroyuki、Tanaka Kazuki、Matsushita Shuzo
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 508 ページ: 46~51

    • DOI

      DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.11.063

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Synergistic Inhibition of cell-to-cell infection of HIV-1 by thecombination of single chain fragment variables (scFvs) and fusion inhibitors.2019

    • 著者名/発表者名
      Mohammad Mamun Alam, Takeo Kuwata, Kazuki Tanaka, Muntasir Alam, Shokichi Takahama, Kazuya Shimura, Masao Matsuoka, Natsuki Fukuda, Hiroshi Morioka, Hirokazu Tamamura and Shuzo Matsushita
    • 学会等名
      10th IAS Conference on HIV Science
    • 国際学会
  • [学会発表] VH gene polymorphism associated with potent anti-SIV neutralizing antibody induction.2019

    • 著者名/発表者名
      Kuwata T, Ishii H, Matsuoka S, Sekizuka T, Kuroda M, Harada S, Matsushita S, Seki Y, Sakawaki H, Miura T, Akari H, Matano T.
    • 学会等名
      The Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections (CROI 2020)
    • 国際学会
  • [学会発表] single cell sortingとdeep learningを用いた抗イディオタイプ抗体による抗V3 loop抗体分化の系統学的検討.2019

    • 著者名/発表者名
      郭 悠, MD Hassan Zahid, Shashwata Biswas, 桑田岳夫, 松下修三.
    • 学会等名
      第33回日本エイズ学会学術集会・総会
  • [学会発表] Anti-idiotype antibodies of neutralizing antibodies targeting CD4-induced (CD4i) epitope on HIV-1 gp120.2019

    • 著者名/発表者名
      Shashwata B., Tanaka K., Kaku Y., Kuwata T., Matsushita S.
    • 学会等名
      第33回日本エイズ学会・学術集会総会
  • [学会発表] Isolation of a monoclonal antibody from a patient infected with HIV-1 subtype AG2019

    • 著者名/発表者名
      Hasan MD Zahid, Kaku Yu, Kazuki Tanaka, Takahama Shokichi, Kuwata, Takeo., Matsushita Shuzo.
    • 学会等名
      第33回日本エイズ学会学術集会・総会
  • [産業財産権] 抗HIV-1 V3抗体1C10(0.5γ)に結合する抗体及びその抗原結合断片並びにその応用2019

    • 発明者名
      松下修三、桑田岳夫、郭悠
    • 権利者名
      松下修三、桑田岳夫、郭悠
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2019-180305
  • [産業財産権] 抗HIV抗体の製造方法2019

    • 発明者名
      松下修三、桑田岳夫、清水衛、冨田正浩、道下眞弘
    • 権利者名
      松下修三、桑田岳夫、清水衛、冨田正浩、道下眞弘
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2019/042184
    • 外国
  • [産業財産権] 抗HIV抗体及びその製造方法2019

    • 発明者名
      松下修三、桑田岳夫、清水衛、冨田正浩、道下眞弘
    • 権利者名
      松下修三、桑田岳夫、清水衛、冨田正浩、道下眞弘
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      18023TW36
    • 外国

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公開日: 2021-01-27  

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