HIV経直腸粘膜感染の防御免疫機序の解明

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21H02745
• 研究機関: 国立感染症研究所
• 研究代表者: 俣野 哲朗 国立感染症研究所, エイズ研究センター, センター長 (00270653)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: ウイルス / 免疫学 / 感染症 / 微生物 / 細胞傷害性T細胞 / 粘膜免疫

研究実績の概要

経粘膜感染は主要なウイルス伝播経路の一つであり、その防御に結びつく免疫機序の解明は学術的にも感染症克服の観点からも重要である。経粘膜感染をするウイルスには、粘膜上皮細胞に感染するものと、感染しないでトランスサイトーシス等により粘膜上皮バリアを通過し、粘膜下で感染・増殖して播種するものがある。本研究は、後者の代表的ウイルスであるHIV/SIVを対象とし、粘膜上皮バリア通過後の粘膜下感染・増殖の阻止による感染成立防御の可能性の検討および機序解明を目的とする。主に、サル経直腸サル免疫不全ウイルス（SIV）接種モデルを用い、粘膜下感染・増殖過程を中心とした解析研究を推進することとした。
感染急性期の粘膜下感染・増殖過程の解析においては、蛍光マーカーを発現する非増殖型SIV Env搭載シュードウイルスと野生型ウイルスの両者の同時接種を計画しているが、2021年度には、まず前者の非増殖型SIV Env搭載シュードウイルスを構築した。一方、採血、リンパ節生検および直腸生検により得られたリンパ球を用い、Flow cytometry等を駆使して、各種フェノタイプを有する細胞分画の感染頻度測定、サイトカイン・ケモカイン誘導や抗原特異的T細胞反応の解析系の至適化を進めた。特に、CD8陽性T細胞誘導ワクチン接種後に経直腸SIVチャレンジを行ったサルの血液および直腸生検検体を用いたT細胞反応解析を行い、ワクチンによる粘膜CD8陽性T細胞誘導が粘膜感染防御に結びつくことを明らかにした。

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

感染急性期の粘膜下感染・増殖過程の解析に用いる蛍光マーカー発現非増殖型SIV Env搭載シュードウイルスを、計画通りに構築することができた。さらに、血液、リンパ節生検検体および直腸生検検体由来のリンパ球を用いた感染免疫学的解析系の至適化を進め、ワクチンによる粘膜CD8陽性T細胞誘導が粘膜感染防御に結びつくことを明らかにすることができた。

今後の研究の推進方策

接種ウイルスとして使用する蛍光マーカー発現非増殖型SIV Env搭載シュードウイルスと野生型SIVの培養細胞での感染効率の比較データを収集するとともに、サル接種実験において直腸粘膜局所のウイルス感染・増殖に関する基盤データを得る。また、ワクチン接種実験を開始し、ワクチン接種サルおよびワクチン非接種サルにおいて、血液および直腸生検・リンパ節生検で得られた組織より分離した細胞を用い、サイトカイン等の誘導や抗原特異的T細胞反応を解析する。さらに、これらのサルに、蛍光マーカー発現非増殖型SIV Env搭載シュードウイルスと野生型SIVを用いた経直腸SIVチャレンジ実験を行い、感染免疫学的解析を推進して、粘膜感染防御機序解明を進める。

研究成果

• [国際共同研究] George Washington University/NIH(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: George Washington University/NIH
• [国際共同研究] University of Ghana(ガーナ)
  • 国名: ガーナ
  • 外国機関名: University of Ghana
• [雑誌論文] Sendai virus particles carrying target virus glycoproteins for antibody induction (2022)
  • 著者名/発表者名: Ishii Hiroshi、Nakamura-Hoshi Midori、Shu Tsugumine、Matano Tetsuro
  • 雑誌名: Vaccine 巻: 40 ページ: 2420～2431
  • DOI: 10.1016/j.vaccine.2022.03.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Env-independent protection of intrarectal SIV challenge by vaccine induction of Gag/Vif-specific CD8+ T?cells but not CD4+ T?cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Ishii Hiroshi、Terahara Kazutaka、Nomura Takushi、Okazaki Midori、Yamamoto Hiroyuki、Shu Tsugumine、Sakawaki Hiromi、Miura Tomoyuki、Watkins David I.、Matano Tetsuro
  • 雑誌名: Molecular Therapy 巻: 30 ページ: 2048～2057
  • DOI: 10.1016/j.ymthe.2022.02.023
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Neutralizing-antibody-independent SARS-CoV-2 control correlated with intranasal-vaccine-induced CD8+ T?cell responses (2022)
  • 著者名/発表者名: Ishii H, Nomura T, Yamamoto H, Nishizawa M, Thu Hau TT, Harada S, Seki S, Nakamura-Hoshi M, Okazaki M, Daigen S, Kawana-Tachikawa A, Nagata N, Iwata-Yoshikawa N, Shiwa N, Suzuki T, Park ES, Ken M, Onodera T, Takahashi Y, Kusano K, Shimazaki R, Suzaki Y, Ami Y, Matano T
  • 雑誌名: Cell Reports Medicine 巻: 3 ページ: 100520
  • DOI: 10.1016/j.xcrm.2022.100520
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hierarchy of multiple viral CD8+ T-cell epitope mutations in sequential selection in simian immunodeficiency infection (2022)
  • 著者名/発表者名: Ntim Nana Afia Asante、Ishii Hiroshi、Jomori Moe、Yamamoto Hiroyuki、Matano Tetsuro、Nomura Takushi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 607 ページ: 124～130
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.03.108
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dysbiotic Fecal Microbiome in HIV-1 Infected Individuals in Ghana (2021)
  • 著者名/発表者名: Parbie Prince Kofi、Mizutani Taketoshi、Ishizaka Aya、Kawana-Tachikawa Ai、Runtuwene Lucky Ronald、Seki Sayuri、Abana Christopher Zaab-Yen、Kushitor Dennis、Bonney Evelyn Yayra、Ofori Sampson Badu、Uematsu Satoshi、Imoto Seiya、Kimura Yasumasa、Kiyono Hiroshi、Ishikawa Koichi、Ampofo William Kwabena、Matano Tetsuro
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 巻: 11 ページ: 646467
  • DOI: 10.3389/fcimb.2021.646467
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Neutralizing Antibody Induction Associated with a Germline Immunoglobulin Gene Polymorphism in Neutralization-Resistant SIVsmE543-3 Infection (2021)
  • 著者名/発表者名: Nomura Yuto、Matsuoka Saori、Okazaki Midori、Kuwata Takeo、Matano Tetsuro、Ishii Hiroshi
  • 雑誌名: Viruses 巻: 13 ページ: 1181
  • DOI: 10.3390/v13061181
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Late-phase dominance of a single epitope-specific CD8+ T-cell response in passive neutralizing antibody-infused simian immunodeficiency virus controllers (2021)
  • 著者名/発表者名: Kanno Yoshiaki、Hau Trang Thi Thu、Kurokawa Rise、Nomura Takushi、Nishizawa Masako、Matano Tetsuro、Yamamoto Hiroyuki
  • 雑誌名: AIDS 巻: 35 ページ: 2281～2288
  • DOI: 10.1097/QAD.0000000000003013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Subacute SARS-CoV-2 replication can be controlled in the absence of CD8+?T cells in?cynomolgus?macaques (2021)
  • 著者名/発表者名: Nomura T, Yamamoto H, Nishizawa M, Hau TTT, Harada S, Ishii H, Seki S, Nakamura-Hoshi M, Okazaki M, Daigen S, Kawana-Tachikawa A, Nagata N, Iwata-Yoshikawa N, Shiwa N, Iida S, Katano H, Suzuki T, Park ES, Maeda K, Suzaki Y, Ami Y, Matano T
  • 雑誌名: PLOS Pathogens 巻: 17 ページ: e1009668
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1009668
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nef‐specific CD107a+ CD4+ T‐cell responses in a rhesus macaque (Macaca mulatta) showing partial simian immunodeficiency virus control following passive neutralizing antibody infusion (2021)
  • 著者名/発表者名: Hau Trang Thi Thu、Kanno Yoshiaki、Nishizawa Masako、Nomura Takushi、Matano Tetsuro、Yamamoto Hiroyuki
  • 雑誌名: Journal of Medical Primatology 巻: 51 ページ: 56～61
  • DOI: 10.1111/jmp.12551
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Neutralizing antibody induction associated with a germline immunoglobulin gene polymorphism in rhesus macaques after neutralization-resistant SIVsmE543-3 infection (2021)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Ishii, Saori Matsuoka, Yuto Nomura, Takeshi Kuwata, Tetsuro Matano
  • 学会等名: The 11th IAS Conference on HIV Science (IAS2021)
  • 国際学会
• [学会発表] 中和抗体抵抗性SIV感染サルにおいて免疫グロブリン遺伝子多型が中和抗体誘導に及ぼす影響の解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 野村柚仁、松岡佐織、岡崎みどり、桑田岳夫、俣野哲朗、石井洋
  • 学会等名: 第35回日本エイズ学会学術集会・総会
• [学会発表] Hierarchy of CD8+ T-cell responses targeting protective MHC-I-associated epitopes and selection of viral escape mutations in a macaque AIDS model (2021)
  • 著者名/発表者名: Nana Afia Asante Ntim, Takushi Nomura, Hiroshi Ishii, Tetsuro Matano
  • 学会等名: 第35回日本エイズ学会学術集会・総会