新規ナノ粒子ワクチン～口腔細菌由来外膜小胞の形成機構の理解とその活用

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K22644
• 研究機関: 国立感染症研究所
• 研究代表者: 中尾 龍馬 国立感染症研究所, 細菌第一部, 主任研究官 (10370959)
• 研究分担者: 泉福 英信 国立感染症研究所, 細菌第一部, 室長 (20250186) ; 平山 悟 新潟大学, 医歯学系, 助教 (70778555)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2022-03-31
• キーワード: 細菌由来膜小胞

研究実績の概要

歯周病原細菌 Porphyromonas gingivalis (以下Pg)の外膜小胞(OMV)の産生様式についての新たな知見を得た。異なる条件で産生されるPg-OMVの物性・組成について調査した結果、Pg-OMVの産生様式として、通常の生育過程で産生される様式と、特定の化学物質がPg菌体に作用して産生誘導される様式の2通りが存在することが明らかとなった。前者と後者のOMVの組成やそ の表面の物理化学的特性は異なっており、特に後者のOMV産生は、Pgの生育に必須の栄養取得の阻害や、その主たる病原因子であるジンジパイン活性阻害の両方に 関連することが明らかとなった。
複数の歯周病原細菌を含む細菌由来OMVがワクチンとして活用できるか、マウスモデルで検討した。Aggregatibacter actinomycetemcomitans(Aa)のOMVについての中枢神経系における安全性と、強力な粘膜アジュバント活性が示された。Pg-OMVの免疫原性はAa-OMVにより増強された。Pg-OMVとAa-OMVを経鼻投与すると、PgとAaの両者に対するワクチン効果(口腔内クリアランスが向上)が認められた。

研究成果

• [雑誌論文] Scanning Electron Microscopy of Escherichia coli Encapsulated in a Spacerized Graphene Sandwich (2022)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, Yuki; Hirayama, Satoru; Nakao, Ryoma
  • 雑誌名: Microscopy 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1093/jmicro/dfac010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dual Inhibitory Activity of Petroselinic Acid Enriched in Fennel Against Porphyromonas gingivalis (2022)
  • 著者名/発表者名: Nanami Yoshino; Tsuyoshi Ikeda; Nakao Ryoma
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of oral moisturizing gel containing propolis following head and neck radiotherapy: randomized controlled pilot trial (2021)
  • 著者名/発表者名: Ryoma Nakao, Takao Ueno
  • 雑誌名: BDJ Open 巻: 7 ページ: 12
  • DOI: 10.3390/pathogens10101286.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Curry leaf triggers cell death of P. gingivalis with membrane blebbing (2021)
  • 著者名/発表者名: Ryoma Nakao, Tsuyoshi Ikeda, Soichi Furukawa, Yasushi Morinaga
  • 雑誌名: Pathogens 巻: 10 ページ: 1286
  • DOI: 10.3390/pathogens10101286.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of pH on the properties of membrane vesicles including glucosyltransferase in Streptococcus mutans (2021)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Iwabuchi, Tomoyo Nakamura, Yasuka Kusumoto, Ryoma Nakao, Tsutomu Iwamoto, Osamu Shinozuka, Hidenobu Senpuku
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 9 ページ: 2308
  • DOI: 10.3390/microorganisms9112308
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Intranasal vaccine development using probiotic E. coli-derived membrane vesicles carrying pneumococcal capsular polysaccharides (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakao R, Iwabuchi Y, Kimura S, Hirayama S, Morino S, Suzuki M, Ohnishi M.
  • 学会等名: 15th Vaccine Congress
  • 国際学会
• [学会発表] Prospective vaccine strategy using bacterial membrane vesicles delivered into nasal cavity (2021)
  • 著者名/発表者名: Ryoma Nakao
  • 学会等名: EMBO Workshop: Bacterial Membrane Vesicles: Biogenesis, functions, and medical applications
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Inhibitory activity of mahanimbine against Porphyromonas gingivalis (2021)
  • 著者名/発表者名: Ryoma Nakao, Tsuyoshi Ikeda
  • 学会等名: 日本分子生物学会
• [学会発表] 外来性莢膜多糖を発現するプロバイオティクス大腸菌が作る膜小胞ワクチンの特性評価 (2021)
  • 著者名/発表者名: Ryoma Nakao, Hiroaki Kobayashi, Yusuke Iwabuchi, Yusuke Sasaki, Madeleine Ramstedt, Satoru Hirayama, Makoto Ohnishi
  • 学会等名: 第15回 日本ワクチン学会
• [図書] Methods in Molecular Biology: Glycine Induction Method: Effective Production of Immunoactive Bacterial Membrane Vesicles with Low Endotoxin Content (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirayama S, Nakao R.
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: Springer Nature
• [図書] Methods in Molecular Biology: Intranasal vaccine study using Porphyromonas gingivalis membrane vesicles: isolation method and application to a mouse model (2021)
  • 著者名/発表者名: Hirayama S, Nakao R.
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: Springer Nature