| 研究課題/領域番号 |
21H02367
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 琉球大学 |
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研究代表者 |
新川 武 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 教授 (50305190)
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| 研究分担者 |
玉城 志博 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 助教 (00720822)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | 志賀毒素 / ワクチン / 5量体 / 分子安定性 / 変異体 / 豚の浮腫病 / 志賀毒素産生性大腸菌 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、第一世代の志賀毒素ワクチンのうち、特に豚の浮腫病ワクチンに引き継続き、第2世代志賀毒素ワクチンを開発する。この第一世代豚浮腫病ワクチンは、Stx2eB鎖と同じく5量体形成するCOMPコイルドコイル分子（「結束分子」）を融合させたStx2eB-COMPである（COMP: Cartilage oligomeric matrixprotein）。このStx2eB-COMPは、分子的に不安定なStx2eB鎖を同じく5量体を形成するCOMPと融合させることで、Stx2eB鎖本来の分子不安定性を克服することを狙ったものである。本研究は、この第一世代ワクチン（Stx2eB-COMP）から一歩さらに進んで、第二世代ワクチンを開発することを目的としているが、その前にまず、Stx2B鎖5量体の不安定性要因を分子レベルで解明する必要がある。したがって、本研究では、Stx2B鎖5量体の（1）不安定性要因を分子レベルで解明し、その知見に基づき、（2）Stx2に対する第二世代ワクチンを開発する。これまで110種類程度のStx2B鎖変異体を構築し、5量体分子安定性を解析した結果、2か所の非常に重要なアミノ酸残基（位置）を特定するに至った。すなわち、これら2か所に位置するアミノ酸を適切なアミノ酸に置換することで、Stx2B鎖5量体の分子安定性が格段向上することを見出した。
より具体的には以下の手順で研究を進めた。
１．Stx2を用いた毒素攻撃試験系（マウス）を確立した。すなわち、まずStx2e産生性大腸菌（STEC）からStx2e毒素を分離精製した（玉城）。次に、精製Stx2eを用いてマウスの半数致死量を決定した（玉城）。
２．タンパク質産生に成功した上述の2つの変異体を含む数種類の変異体を精製し、上記1で確立したマウスの毒素攻撃試験系で各変異体のワクチン機能を検証した（新川）。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
これまで100種類以上のStx2B鎖変異体を構築し、5量体分子安定性を解析した。その結果、2か所の非常に重要アミノ酸残基を特定することに成功した。すなわ
ち、これら2か所を適切なアミノ酸に置換することで、Stx2B鎖5量体の分子安定性が格段向上することを見出した。この成果は、今後第二世代志賀毒素ワクチンを
開発するうえで必須の知見であると同時に高い独自性と特許性をもつ成果であると言える。したがって、この成果に基づき、本事業は「当初計画以上に進展して
いる。」と判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまで110種類程度のStx2B鎖変異体を構築し、5量体分子安定性を解析した結果、2か所の非常に重要なアミノ酸残基（位置）を特定した。すなわち、これら2
か所に位置するアミノ酸を適切なアミノ酸に置換することで、Stx2B鎖5量体の分子安定性が格段向上することを見出した。今後、この2か所の位置に複数の変異を挿入することで、さらに詳細に分子安定性を解析する必要があり、その知見に基づき、第二世代志賀毒素ワクチン開発の基盤技術とする。
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