| 研究課題/領域番号 |
19K07212
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| 研究機関 | 帯広畜産大学 |
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研究代表者 |
小川 晴子 帯広畜産大学, 畜産学部, 教授 (10400079)
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| 研究分担者 |
武田 洋平 帯広畜産大学, グローバルアグロメディシン研究センター, 特任助教 (30804447)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | インフルエンザ / リポソーム / シアル酸 / α-ガラクトース / 季節性 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、インフルエンザに対して、有効性・安全性・汎用性を併せ持ち個人で実施可能な予防的治療法を開発し、集団のインフルエンザリスクを低減することを目的としている。本研究で目指すのは、インフルエンザウイルス感染に対して、予防的に、簡易吸入器によりシアル酸（SA）とα-ガラクトース(GAL)を発現するリポソーム(SA/GALリポソーム)を吸入する治療法の開発である。SAは、インフルエンザウイルスの受容体であるため、ウイルスをリポソームに吸着させることによって感染ウイルス量を低下させ得る。一方、人はGALに特異的な抗体を自然抗体として大量に保有するため、それら抗体はGALが発現するリポソームに結合する。その結果、リポソームにウイルスと抗体が結合した免疫複合体が形成され、オプソニン効果によりウイルス抗原特異的な免疫応答の速やかな誘導が期待できる。リポソームは脂質で構成され、毒性や抗原性が低く吸入剤薬物輸送システムとして用いられているが、SAとGALを発現するリポソームを用いた治療法の開発は例がない。本研究には、ヒト同様にGALに対する抗体を産生することのできる実験動物が必要であり、唯一その条件を満たす小型実験動物であるGAL生成酵素遺伝子ノックアウトマウス（GALノックアウトマウス）を用いて研究を進める。ヒトは、生涯を通じて毎年寒冷時期になると季節性インフルエンザウイルスに暴露され、「感染による免疫獲得―記憶免疫の維持による感染防御―記憶免疫の減弱による感染」というサイクルを繰り返していると理解される。本研究では、GALノックアウトマウスを用いて、ヒトの季節性インフルエンザウイルスへの反復暴露をシミュレーションするモデルを作製し、本治療法の有効性と安全性を検証する。
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| 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
これまでに行った研究において、GALリポソーム、SAリポソーム、それらを10:1または１:1で混合したGAL/SAリポソームを作製した。GALノックアウトマウスを用いたインフルエンザウイルス感染実験を行い、簡易吸入器を用いて各種リポソーム液を鼻から吸入させる処置を繰り返し行って、症状観察を行うとともに、ウイルス感染の程度を調べた。その結果、リポソーム液の反復吸入の安全性が確認されたとともに、GAL/SAリポソーム液の吸入によって、ウイルス感染による肺炎症状の緩和と致死率の低下が観察された。10:1の比率で混合したGAL/SAリポソームで治療効果が高い可能性が示されている。本研究では、ヒトの季節性インフルエンザウイルスへの反復暴露をシミュレーションした実験モデルを構築し、そのモデルを用いて、GAL/SAリポソーム吸入による予防的感染防御効果を評価することを目的としている。マウスの短い寿命において、ウイルス感染による免疫の獲得と減衰を繰り返すモデルを構築することが求められる。感染ウイルス量などを調節しながら、ヒトに類似した感染サイクルモデルを構築するための検討を進めている。実験方法としては、GALノックアウトマウスへ、一定期間をおいてインフルエンザウイルスを反復感染させ、感染の程度を肺中ウイルス量および肺炎の程度をもって評価している。さらに、血中の中和抗体価についての評価も行っている。季節性インフルエンザをシミュレーションしたマウスモデルの構築を進めつつ、治療法開発研究も行なっている。
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| 今後の研究の推進方策 |
季節性インフルエンザシミュレーションモデルの構築においては、再感染によって重症化するケース（記憶免疫が維持されている場合）、再感染によっても軽症のケース（記憶免疫が減弱している場合）の両モデルを作製することを目指していく。それらのモデルを用いて、GAL/SAリポソームのインフルエンザに対する治療効果についての検証を進める。GAL/SA(10:1)リポソームとGAL/SA(1:1)リポソームによる治療効果を比較検証するとともに、最も高い治療効果を示すリポソームの性状や組成を探索する。安全性についても十分な検証を行う。さらに、治療効果が観察される条件下におけるGALとSAの果たしている役割について確認を行う。具体的な方法は以下である。1)治療効果の検証： GALノックアウトマウスを用いた感染実験を行い、GAL/SAリポソームを吸入投与し、治療効果を検証する。治療効果があると判断された条件下で、経日的にマウスを安楽殺して肺を摘出し、感染ウイルス量およびウイルス遺伝子量を定量する。炎症性サイトカイン遺伝子の定量も行い、炎症の程度も評価する。組織の病理学検査も行う。感染回復期に血液を採取して血清中の抗体価を測定し、感染の程度を推定する。2)治療用GAL/SAリポソームの性状の最適化： GALリポソームとSAリポソームの量比を変えて実験を行い、安全性と効果を検証する。大きさの異なるリポソームも作製し、治療効果を検証する。3)GAL/SAリポソームの治療効果における役割の確認： GAL/SAリポソームによる治療効果が、SAとGALの共存に寄与することを確認するため、GALリポソーム、SAリポソーム、GAL/SAリポソーム、それぞれの投与による病態の変化と免疫応答の違いについて精査する。
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