家畜悪性感染症における免疫破綻の分子機序の解明および新規制御法の開発

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19KK0172
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 今内 覚 北海道大学, 獣医学研究院, 准教授 (40396304)
• 研究分担者: 前川 直也 北海道大学, 獣医学研究院, 特任助教 (70829035) ; 岡川 朋弘 北海道大学, 獣医学研究院, 特任助教 (80829036)
• 研究期間 (年度): 2019-10-07 – 2023-03-31
• キーワード: 家畜悪性感染症 / 免疫破綻 / 免疫疲弊化 / 免疫チェックポイント / マダニ

研究実績の概要

家畜やヒトの外部寄生虫であるマダニは、吸血により家畜の生産効率を低下させたり人獣共通感染症を含む多くの重要な感染症の病原体を媒介するため世界各国で対策が重要視されている。マダニによって媒介される牛の悪性感染症には、バベシア原虫やタイレリア原虫の感染によるピロプラズマ病、リケッチア感染症であるアナプラズマ病などがあり日本の監視伝染病のうち、極めて重要な疾病として法定伝染病に指定されている。ピロプラズマ病およびアナプラズマ病に対する有効なワクチンはなく、感染牛の致死率も高いことから世界中で甚大な被害を与え続けている。こららの起因病原体は、オウシマダニをはじめとするマダニによって媒介されることからマダニの駆除が最も重要である。しかし現在のところ、マダニに対する効果的な防除法は十分には確立していない。マダニに対する防除法として、駆虫剤（殺ダニ剤）による駆除が一般的であるが、殺マダニ効果には限界があり、コストの面の問題に加え使用薬剤に対する耐性マダニの出現、薬剤散布による環境汚染、畜産製品への薬剤残留など多くの問題点が指摘されている。そこで今年度は、マダニによる病原体伝播機序の解明と新規制御法の開発を目的にブラジル・リオグランデドスール連邦大学と共同研究を行った。また、抗マダニワクチンの開発のためにブラジルに分布するオウシマダニと日本固有のマダニ間の遺伝子比較解析を実施し、共同研究の基礎データーを収集し、マダニの恒常性維持に関与する共通抗原を標的にした新規制御法の共同研究も実施した。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

リオグランデドスール連邦大学にて、オウシマダニから唾液を回収し、マダニ唾液が宿主に与える影響を解析した。すなわち、ウシの末梢血単核球を分離し、T細胞刺激下でオウシマダニの唾液と共培養した。その結果、オウシマダニの唾液はウシの免疫細胞からのサイトカイン産生 (主にIFN-γ等のTh1サイトカイン産生) を著しく抑制した。一方、オウシマダニの唾液は免疫チェックポイント因子であるPD-L1を誘導することが明らかとなった。これまでの研究からPD-L1は免疫抑制因子であることが明らかになっていることから、マダニ唾液中のどのような因子がPD-L1を誘導するのか現在解析中である。

今後の研究の推進方策

マダニ媒介性感染症を含む悪性伝染病罹患家畜より採材を敢行し、免疫状態と免疫抑制関連因子の発現解析を行う。すなわち、感染動物由来リンパ球に免疫回避機構を標的とした抗体医薬等を添加し、免疫再活性化が誘導されるかを試験管レベル(in vitro試験)および生体試験で検証する。一方、海外共同研究者と行ってきたマダニ網羅的発現遺伝子解析情報から病原体伝播促進因子やマダニ種間で共通なワクチン候補分子の同定を進めたい。

次年度使用額が生じた理由

2019年度の研究が順調に進み現在解析結果待ちである。解析結果次第では、2020年度に予定している研究計画に追加で試薬を購入し、追加試験を実施する必要が生じたため。

研究成果

• [国際共同研究] リオグレンデドスール連邦大学/北リオ・デ・ジャネイロ州立大学(ブラジル)
  • 国名: ブラジル
  • 外国機関名: リオグレンデドスール連邦大学/北リオ・デ・ジャネイロ州立大学
• [国際共同研究] 国際家畜研究所(ケニア)
  • 国名: ケニア
  • 外国機関名: 国際家畜研究所
• [雑誌論文] Immunosuppressive Effects of Sialostatins L and L2 Isolated from the Taiga Tick Ixodes persulcatus Schulze (2020)
  • 著者名/発表者名: Sajiki Y, Konnai S, Ochi A, Okagawa T, Githaka N, Isezaki M, Yamada S, Ito T, Ando S, Kawabata H, Da Silva Vaz Jr I, Logullo C, Maekawa N, Murata S, Ohashi K.
  • 雑誌名: Ticks Tick born Dis. 巻: 11(2) ページ: 101332
  • DOI: 10.1016/j.ttbdis.2019.101332.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Rhipicephalus microplus cystatin as a potential cross-protective tick vaccine against Rhipicephalus appendiculatus (2020)
  • 著者名/発表者名: Parizi L, Rangel C, Sabadina G, Saggin B, Kiio I, Xavier M, Matos R, Camargo-Mathias M, Seixas A, Konnai S, Ohashi K, Githaka N, da Silva Vaz Jr I.
  • 雑誌名: Ticks Tick born Dis 巻: 11(3) ページ: 101378
  • DOI: 10.1016/j.ttbdis.2020.101378.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Immunosuppression in cows following intramammary infusion of Mycoplasma bovis (2020)
  • 著者名/発表者名: Gondaira S, Nishi K, Tanaka T, Yamamoto T, Nebu T, Watanabe R, Konnai S, Hayashi T, Kiku Y, Okamoto M, Matsuda K, Koiwa M, Iwano H, Nagahata H, Higuchi H.
  • 雑誌名: Infect Immun. 巻: 88(3) ページ: e00521-19.
  • DOI: 10.1128/IAI.00521-19.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Upregulation of PD-L1 expression by prostaglandin E2 and the enhancement of IFN-γ by anti-PD-L1 antibody combined with a COX-2 inhibitor in Mycoplasma bovis infection (2020)
  • 著者名/発表者名: Goto S, Konnai S, Hirano Y, Kohara J, Okagawa T, Maekawa N, Sajiki Y, Watari K, Minato E, Kobayashi A, Gondaira S, Higuchi H, Koiwa M, Tajima M, Taguchi E, Ishida M, Uemura R, Yamada S, Kaneko M, Kato Y, Yamamoto K, Toda M, Suzuki Y, Murata S, Ohashi K.
  • 雑誌名: Front. Vet. Sci. 巻: 7 ページ: 12
  • DOI: 10.3389/fvets.2020.00012.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical efficacy of the combined treatment of anti-PD-L1 rat-bovine chimeric antibody with a COX-2 inhibitor in calves infected with Mycoplasma bovis (2020)
  • 著者名/発表者名: Goto S, Konnai S, Hirano Y, Kohara J, Okagawa T, Maekawa N, Sajiki Y, Watari K, Minato E, Kobayashi A, Gondaira S, Higuchi H, Koiwa M, Tajima M, Taguchi E, Ishida M, Uemura R, Yamada S, Kaneko M, Kato Y, Yamamoto K, Toda M, Suzuki Y, Murata S, Ohashi K.
  • 雑誌名: Jpn. J. Vet. Res 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] 動物用抗体医薬品の開発および臨床研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚、岡川朋弘、前川直也、中島千絵、鈴木定彦、山本啓一、戸田幹洋、村田史郎、大橋和彦
  • 雑誌名: 日本動物用医薬品協会会報 巻: 67(2) ページ: 1 - 10
• [雑誌論文] Immune inhibitory function of bovine CTLA-4 and the effects of its blockade in IFN-γ production (2019)
  • 著者名/発表者名: Watari K, Konnai S, Maekawa N, Okagawa T, Suzuki Y, Murata S, Ohashi K.
  • 雑誌名: BMC Vet Res. 巻: 15(1) ページ: 380
  • DOI: 10.1186/s12917-019-2082-7.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ウシマイコプラズマ感染症における免疫疲弊化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚、後藤伸也、岡川朋弘、前川直也、村田 史郎、大橋和彦
  • 雑誌名: 日本マイコプラズマ学会雑誌 巻: 46 ページ: 31 - 33
• [雑誌論文] ダニ研究の最前線とダニ媒介性感染症制御の可能性を探る: 病原体伝播に関わるマダニ因子 ～マダニ唾液中の免疫抑制因子～ (2019)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚、岡川朋弘、前川直也、村田 史郎、大橋和彦
  • 雑誌名: Med. Entomol. Zool. 巻: 70(4) ページ: 189 - 197
  • 査読あり
• [学会発表] 動物用バイオ医薬品の開発と応用研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚
  • 学会等名: 農林水産省動物医薬品検査所 令和元年度第１回特別講演会(農林水産省動物医薬品検査所、東京都国分寺市）
  • 招待講演
• [学会発表] Functional analysis of bovine CTLA-4 in bovine leukemia virus infection (2020)
  • 著者名/発表者名: 渡 慧、今内 覚、岡川朋弘、前川直也、村田史郎、大橋和彦
  • 学会等名: リオグランデドスール連邦大学特別講演(リオグランデドスル連邦大学、ポルト・アレグレ、ブラジル)
  • 招待講演
• [学会発表] Immunosuppressive function of prostaglandin E2 in cattle (2020)
  • 著者名/発表者名: 佐治木大和、今内 覚、岡川朋弘、前川直也、村田史郎、大橋和彦
  • 学会等名: リオグランデドスール連邦大学特別講演(リオグランデドスル連邦大学、ポルト・アレグレ、ブラジル)
  • 招待講演
• [学会発表] 動物難治性疾病に対する創薬研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚
  • 学会等名: WISE特別セミナー2019(北海道大学、北海道札幌市)
  • 招待講演
• [学会発表] 動物用抗体医薬品の開発および臨床研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚
  • 学会等名: 公益社団法人日本動物用医薬品協会第51回学術講習会(中央大学 東京都千代田区)
  • 招待講演
• [学会発表] 動物の難病(がん・感染症)に対する 創薬研究(新薬の開発) (2019)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚
  • 学会等名: 国民との科学・技術対話(北海道札幌南高等学校、北海道札幌市)
  • 招待講演
• [学会発表] 抗生剤に頼らないプロバイオティクスを応用した新規家畜疾病予防法の開発 ～発酵哺乳飼料による子牛の下痢抑制効果～ (2019)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚
  • 学会等名: みなみ北海道農業共済組合南部家畜診療センター講習会 (みなみ北海道農業共済組合、北海道千歳市)
  • 招待講演
• [学会発表] 牛白血病の最新知見～北海道大学臨床検査診断結果に基づく実践的対策の紹介～ (2019)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚
  • 学会等名: みなみ北海道農業共済組合南部家畜診療センター講習会 (みなみ北海道農業共済組合、北海道千歳市)
  • 招待講演
• [学会発表] 牛白血病の最新知見 (2019)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚
  • 学会等名: 北海道獣医師会宗谷支部令和元年度新技術講習会 (宗谷家畜保健衛生所、北海道浜頓別町)
  • 招待講演
• [備考] 免疫療法 ～免疫チェックポイント阻害剤について～
  • URL: https://onehealth.vetmed.hokudai.ac.jp/news/220
• [備考] 動物の難病(がん・感染症)に対する創薬研究
  • URL: https://www.jsps.go.jp/j-grantsinaid/37_topics/data/10101-40396304.pdf
• [備考] 牛白血病の新たな制御方法、抗ウイルス効果の確認に成功 －牛の難治性疾病に対する応用に期待－
  • URL: https://www.affrc.maff.go.jp/docs/press/191224.html
• [学会・シンポジウム開催] 北海道大学大学院獣医学研究院第774回獣医学研究談話会(北海道大学、北海道札幌市)、Renato Martins da Silva博士による特別講演 (2019)
• [学会・シンポジウム開催] 北海道大学大学院獣医学研究院第775回獣医学研究談話会(北海道大学、北海道札幌市)、Waltero Orjuela Camila Fernanda博士による特別講演 (2019)