広域中和活性を誘導する次世代ウイルスワクチン戦略

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H03491
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 久保 允人 東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 教授 (40277281)
• 研究分担者: 宮内 浩典 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 副チームリーダー (50619856)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: インフルエンザ / ワクチン / 広域中和抗体 / B細胞抗原決定基 / T細胞抗原決定基

研究実績の概要

インフルエンザウイルスによるパンデミックは人類にとって最大級の脅威とも言える。これを防ぐ最も有効な手段はワクチンである。本研究は、ワクチン株とは異なるウイルスや不連続抗原変異を起こしたウイルスに対しても有効性が見込める広域反応性中和抗体に着目し、この抗体を人為的に誘導できるユニバーサルワクチンの開発を目指している。この目的を達成するため、本研究計画ではこの広域反応性中和抗体が生み出される肺での微小環境を解明するとともに、広域反応性中和抗体が認識する抗原決定基を明らかにしていく。 本年度はインターフェロン（IFN）やIL-6などのサイトカインの役割を解析するため、サイトカイン欠損マウスパネル（IFNaR, IFN-γ, IL-1, IL-6, IL-12, IL23, IL-27, DMPS(IL-33, TSLP, IL-25)を用い、広域反応性中和抗体の誘導を検討した。H1N1 2009パンデミック株の感染によって感作したマウスより得た肺胞洗浄液を、非感染ホストに導入した後、季節性株H1N1 PR8に感染させることで広域中和活性を評価した。IL-6欠損マウスは、ウイルス株特異的中和抗体・広域反応性中和抗体いずれにも減弱が認められた。一方、IL-4欠損マウスやB細胞特異的IL-4受容体欠損マウスでは、広域反応性中和抗体産生にのみ顕著な減弱が認められた。また、濾胞性ヘルパーT（TFH）細胞より産生されるIL-4を欠く遺伝子改変マウス（CNS-2欠損マウス）においても、同様に広域反応性中和抗体の誘導抑制がおこることから、広域反応性中和抗体の誘導には濾胞性T細胞由来のIL-4が重要であることが明らかとなった。

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

本研究は、株が異なるインフルエンザウイルスや不連続抗原変異を起こしたウイルスに対して有効性が見込める広域中和抗体に着目し、この抗体を人為的に誘導できるユニバーサルワクチンの開発を目的とする。これまでの解析から広域反応性中和抗体の誘導は、不活化ワクチンでは起こらず、ウイルスの増幅過程が必要であることが証明された。本年度はインターフェロン（IFN）やIL-6などのサイトカインの役割を解析するため、サイトカイン欠損マウスパネル（IFNaR, IFN-γ, IL-1, IL-6, IL-12, IL-23, IL-27, DMPS(IL-33, TSLP, IL-25)を用い、広域反応性中和抗体の誘導を検討した。H1N1 2009パンデミック株の感染によって感作したマウスより得た肺胞洗浄液を、非感染ホストに導入した後、季節性株H1N1 PR8株に対する中和活性を測定することで評価した。IL-6欠損マウスは、型特異的中和抗体・広域反応性中和抗体いずれに減弱が認められた。一方、IL-4欠損マウス・B細胞特異的IL-4受容体欠損マウスでは、広域反応性中和抗体でのみ顕著な減弱が認められた。また、濾胞性ヘルパーT（TFH）細胞より産生されるIL-4を欠く遺伝子改変マウス（CNS-2欠損マウス）においても、同様の中和抗体の誘導抑制がおこることから、広域中和抗体の誘導には濾胞性T細胞由来のIL-4が重要であることを証明した。
IL-4産生するTFHを選択的に誘導するT細胞抗原決定基の解析を同時並行で行ってきた。現状、これまで解析してきたエピトープは、IFN-γ産生するTFHを優位に誘導することから、目的のエピトープは見つかっていない。ただ、IFN-γを産生するTFH細胞を誘導するT細胞抗原決定基が、IL-4にも活用できる可能性があるので、次年度はこの解析をさらに進める。

今後の研究の推進方策

我々はインフルエンザウイルス核蛋白特異的テトラマーを認識するTCRレパトワの解析から、異なるT細胞の抗原決定基に結合するペプチドを使うことにより、IFN-γを産生するTH1細胞とTFH細胞の分化の方向性を決められることを明らかにしている。そこで、本来の研究計画に従い、IL-4を産生するTFH細胞をコントロールできるT細胞抗原決定基の探索をさらに進める。このT細胞抗原決定基を明らかにすることにより、インフルエンザウイルス抗原に特異的なTFH細胞を増幅できるペプチド抗原ワクチンの開発へと向かう。今年度中には、新たなT細胞抗原決定基を明らかにするとともに、IFN-γ産生TFH細胞を誘導するT細胞抗原決定基の活用も含めて検討していく。使用できるT細胞抗原決定基が選定でき次第、これに対応するMHC2テトラマーを作成して、ペプチドワクチンを投与したときに誘導されるT細胞の特性を、シングルセルシークエンスを使って解析する。我々がここで用いるシングルセルシークエンス技術は、トランスクリプトームとTCRの配列情報を動じに解析できるものである。したがって、MHC2テトラマーに結合するT細胞のTCR情報とサブセットの特性を同時に解析することが可能となる。

研究成果

• [雑誌論文] Breadth of Antibody Responses during Influenza Virus Infection and Vaccination (2020)
  • 著者名/発表者名: Kubo Masato、Miyauchi Kosuke
  • 雑誌名: Trends in Immunology 巻: 41 ページ: 394～405
  • DOI: 10.1016/j.it.2020.03.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Selective suppression of oral allergen-induced anaphylaxis by Allergin-1 on basophils in mice. (2020)
  • 著者名/発表者名: Lin, YH., Tahara-Hanaoka, S., Nagai, K., Yoshikawa, S., Kubo, M., Shibayama, S., Karasuyama, H., Shibuya, A
  • 雑誌名: Int. Immunol 巻: 32(3) ページ: 213-219
  • DOI: 10.1093/intimm/dxz075
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Synergistic effect of IgG4 antibody and CTLs causes tissue inflammation in IgG4-related disease. (2020)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, T., Yajima, T., Shimaoka, T., Ogawa, S., Saito, T., Yamaoka, K., Takeuchi, T., Kubo, M.
  • 雑誌名: Int. Immunol 巻: 32(3) ページ: 163-174
  • DOI: 10.1093/intimm/dxz073
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced Cell Division Is Required for the Generation of Memory CD4 T Cells to Migrate Into Their Proper Location. (2020)
  • 著者名/発表者名: Sarkander, J., Hojyo, S., Mursell, M., Yamasaki, Y., Wu, TY., Tumes, DJ., Miyauchi, K., Tran, CL., Zhu, J., Löhning, M., Hutloff, A., Mashreghi, MF., Kubo, M., Radbruch, A., Tokoyoda, K
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 10:3113. ページ: -
  • DOI: 10.3389/fimmu.2019.03113
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Interstitial-resident memory CD8+ T cells sustain frontline epithelial memory in the lung, (2019)
  • 著者名/発表者名: Takamura, S., Kato, S., Motozono, C., Shimaoka, T., Ueha, S., Matsuo, K., Miyauchi, K., Masumoto, T., Katushima, A., Nakayama, T., Tomura, M., Matsushima, K., Kubo, M. and Miyazawa, M.
  • 雑誌名: J. Exp. Med. 巻: 216(12) ページ: 2736-2747
  • DOI: 10.1084/jem.20190557
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mast cells play role in wound healing through the ZnT2/GPR39/IL-6 axis. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nishida, K., Hasegawa, A., Yamasaki, S., Uchida, R., Ohashi, W., Kurashima, Y., Kunisawa, J., Kimura, S., Iwanaga, T., Watarai, H., Hase, K., Ogura, H., Nakayama, M., Kashiwakura, JI., Okayama, Y., Kubo, M., Ohara, O., Kiyono, H., Koseki, H., Murakami, M., Hirano, T.
  • 雑誌名: Scientific Report 巻: 9(1) ページ: 10842
  • DOI: 10.1038/s41598-019-47132-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] IL-33-induced atopic dermatitis-like inflammation in mice is mediated by group 2 innate lymphoid cells in concert with basophils (2019)
  • 著者名/発表者名: Imai, Y., Yasuda, K., Nagai, M., Kusakabe, M., Kubo, M., Nakanishi, K., Yamanishi, K.
  • 雑誌名: Journal of Investigative Dermatology 巻: 139(10) ページ: 2185-2194
  • DOI: 10.1016/j.jid.2019.04.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] The basophil-IL-4-mast cell axis is required for food allergy. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kashiwakura, JI., Ando, T., Karasuyama, H., Kubo, M., Matsumoto, K., Matsuda, T., Kawakami, T
  • 雑誌名: Allergy 巻: 74(10) ページ: 1992-1996
  • DOI: 10.1111/all.13834
  • 査読あり
• [学会発表] アレルギー性炎症における2型サイトカインの役割 (2020)
  • 著者名/発表者名: 久保允人
  • 学会等名: 重症喘息講演会
  • 招待講演
• [学会発表] Role of IL-13 in production of figh-affinity IgE (2019)
  • 著者名/発表者名: 久保允人
  • 学会等名: 6.第48回日本免疫学会学術集会 第1回JSI-JSA joint symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] NKT exhaustion療法はアナフェラキシーを抑制する (2019)
  • 著者名/発表者名: 久保允人
  • 学会等名: 5.神奈川・湘南ヘルスイノベーションパークセミナー「各拠点における産学公連携の取組み」
  • 招待講演
• [学会発表] アレルギー性炎症における2型サイトカインの役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 久保允人
  • 学会等名: 第2回日本眼科アレルギー学会
  • 招待講演
• [学会発表] 適応免疫におけるヘルパーT細胞の役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 久保允人
  • 学会等名: 免疫学会サマースクール
  • 招待講演
• [学会発表] Role of type 2 Follicular Helper T cells in anaphylaxis (2019)
  • 著者名/発表者名: Masato Kubo
  • 学会等名: The 10th anniversary of the discovery of Bcl6 in Tfh cells
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Role of cytokine signal in atopic dermatitis (2019)
  • 著者名/発表者名: Masato Kubo
  • 学会等名: The 118th Annual Meeting of the Japanese Dermatological Association
  • 国際学会 / 招待講演