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2021 年度 実施状況報告書

結核菌感染における3型免疫応答の機能解析ならびにブーストワクチンへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 21K07028
研究機関琉球大学

研究代表者

梅村 正幸  琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 准教授 (90359985)

研究分担者 高江洲 義一  琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 准教授 (60403995)
松崎 吾朗  琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 教授 (30229455)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードZinc metalloprotease / interleukin-1β / interleukin-17A / TCR γδT細胞 / 結核菌 / 肺
研究実績の概要

炎症性サイトカインinterleukin (IL)-1βは、結核菌に対する感染防御に重要であり、IL-17A産生の誘導因子でもある。一方、結核菌が分泌するZinc metalloprotease (Zmp)1はIL-1βの産生を抑制する病原因子である。Zmp1遺伝子欠損Mycobacterium tuberculosis var. BCG株(ΔZmp1-BCG)が強い抗結核免疫応答を誘導する可能性が考えられたため、マウスin vivo感染系を用いて検証した。C57BL/6マウスに野生型(WT)またはΔZmp1-BCGを接種し、8週後に結核菌を経気道感染させた。対照群として、BCG非接種群をおいた。結核菌感染4週後に解析を行ったところ、感染肺への好中球とマクロファージの浸潤はWT-、ΔZmp1-BCG接種群間に顕著な差は認められなかった。しかし、両群共に対照群と比較して炎症性細胞は有意に低く、組織病理学的解析もそれを反映した。感染肺でのIL-17Aの遺伝子発現は、ΔZmp1-BCG接種群でWT-BCG接種群に比べ、その発現が高かった。一方、感染肺中のIL-17A産生TCR γδ+ T (γδT17)細胞は、対照群ならびにWT-BCG接種群に比べ、ΔZmp1-BCG接種群で有意な増加が認められた。感染肺におけるWT-およびΔZmp1-BCG接種両群の菌数は対照群に比べ減少傾向が認められ、脾臓内菌数はΔZmp1-BCG接種群で有意に減少した。
ΔZmp1-BCG接種マウスの肺ではγδT17細胞によるIL-17A産生が高く、結核菌の他臓器への播種が抑えられたことから、その接種の結核予防効果が期待された。現在、ΔZmp1-BCGのIL-17A産生増強作用を推定し、従来の抗結核BCGワクチン株で全身免疫を誘導した状況でのΔZmp1-BCG追加接種の宿主への影響を検証している。

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

ΔZmp1-BCG接種マウスの肺ではγδT17細胞によるIL-17A産生が高く、結核菌の他臓器への播種が抑えられたことから、その接種の結核予防効果が期待され、ほぼ計画どおりである。

今後の研究の推進方策

予備実験として抗結核ワクチンBCG株を接種した後にΔZmp1-BCGを追加接種したところ、肺炎の急性増悪様の病態が観察された。今後、Zmp-1遺伝子欠損BCG(ΔZmp1-BCG)のIL-17A産生増強作用を推定し、従来のBCGワクチンで全身免疫を誘導した状況でのΔZmp1-BCG追加接種の宿主への影響を検証する予定であるが、過剰な炎症を発症させない適度な追加接種のプロトコールを検討しなくてはならない状況である。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウイルス感染症の蔓延により、関連研究のための出張がすべてキャンセルになったこと、動物の飼育状況を改善したことから、予定していた予算の消化を次年度以降に移行させた。動物実験を再開すると、消耗品(研究用試薬等)の購入が増すものと予想される。また、共同研究(依頼)の打ち合わせのための出張が増えると思われる。

備考

当分野のホームページは「分子感染防御学分野」で、URLは「https://tbc.skr.u-ryukyu.ac.jp/感染免疫制御学分野/」。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] GRIM-19 is a target of mycobacterial Zn2+ metalloprotease 1 and indispensable for NLRP3 inflammasome activation.2022

    • 著者名/発表者名
      Kurane, T., Matsunaga, T., Ida, T., Sawada, K., Nishimura, A., Fukui, M., Umemura, M., Nakayama, M., Ohara, N., Matsumoto, S., Akaike, T., Matsuzaki, G., Takaesu, G.
    • 雑誌名

      FASEB Journal

      巻: 36 ページ: e22096-22110

    • DOI

      10.1096/fj.202101074RR.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Porphyromonas gingivalis components/secretions synergistically enhance pneumonia caused by Streptococcus pneumoniae in mice.2021

    • 著者名/発表者名
      Okabe, T., Kamiya, Y., Kikuchi, T., Goto, H., Umemura, M., Suzuki, Y., Sugita, Y., Naiki, Y., Hasegawa, Y., Hayashi, J., Kawamura, S., Sawada, N., Takayanagi, Y., Fujimura, T., Higuchi, N., Mitani, A.
    • 雑誌名

      Int. J. Mol. Sci.

      巻: 22 ページ: 12704-12715

    • DOI

      10.3390/ijms222312704.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] P. gingivalis components/secretions synergistically enhance pneumonia caused by S. pneumoniae2022

    • 著者名/発表者名
      Teppei Okabe, Yosuke Kamiya, Takeshi Kikuchi, Masayuki Umemura, Yoshihiko Sugita, Yoshikazu Naiki, Yoshiaki Hasegawa, Jun-ichiro Hayashi, Naoya Higuchi, Akio Mitani
    • 学会等名
      第95回日本細菌学会総会
  • [学会発表] Analysis of Card9 function in pulmonary mycobacterial infection2022

    • 著者名/発表者名
      Kenji Toyonaga, Masayuki Umemura, Goro Matsuzaki, Hiromitsu Hara, Yoshihiko Tanaka, and Sho Yamasaki
    • 学会等名
      第95回日本細菌学会総会
  • [学会発表] 結核菌由来病原因子Zmp1欠損の感染防御への影響2021

    • 著者名/発表者名
      梅村正幸, 松本壮吉, 藏根友美, 高江洲義一, 松﨑吾朗
    • 学会等名
      第32回日本生体防御学会学術総会
  • [学会発表] 結核菌エフェクタータンパク質によるIL-1β産生阻害の分子機序2021

    • 著者名/発表者名
      藏根友美, 高江洲義一, 松永哲郎, 井田 智章, 澤田和子, 梅村正幸, 赤池孝章, 松﨑吾朗
    • 学会等名
      第32回日本生体防御学会学術総会
  • [学会発表] 結核菌のエフェクタータンパク質Zmp1と会合する宿主E3ユビキチンリガーゼの機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      高江洲義一, Nguen Huong Minh, 梅村正幸, 松﨑吾朗
    • 学会等名
      第32回日本生体防御学会学術総会
  • [学会発表] 結核菌に対する生体防御と炎症性サイトカイン2021

    • 著者名/発表者名
      松﨑吾朗, 藏根友美, 梅村正幸, 高江洲義一
    • 学会等名
      第32回日本生体防御学会学術総会
    • 招待講演
  • [学会発表] 結核菌エフェクタータンパク質Zmp1と会合するGRIM-19の機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      藏根友美, 松永哲郎, 井田智章, 澤田和子, 梅村正幸, 赤池孝章, 松﨑吾朗, 高江洲義一
    • 学会等名
      第5回抗酸菌研究会
  • [学会発表] The effect of the deletion of the mycobacterial virulence factor Zmp1 on protective immunity2021

    • 著者名/発表者名
      Masasyuki Umemura, Sohkichi Matsumoto, Tomomi Kurane, Giichi Takaesu, Goro Matsuzaki
    • 学会等名
      第50回日本免疫学会学術集会
  • [学会発表] GRIM-19 is a target of mycobacterial Zn2+metalloprotease 1 and indispensable for NLRP3 inflammasome activation2021

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Kurane, Masasyuki Umemura, Masaaki Nakayama, Naoya Ohara, Goro Matsuzaki
    • 学会等名
      第50回日本免疫学会学術集会
  • [備考] 琉球大学熱帯生物圏研究センター

    • URL

      https://tbc.skr.u-ryukyu.ac.jp

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公開日: 2022-12-28  

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