家畜海外悪性伝染病の病態解明と新規制御技術創出への応用展開

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25257415
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 今内 覚 北海道大学, 獣医学研究科, 准教授 (40396304)
• 研究分担者: 村田 史郎 北海道大学, 獣医学研究科, 助教 (10579163) ; 川治 聡子 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 動物衛生研究部門, 主任研究員 (30584388) ; 大橋 和彦 北海道大学, 獣医学研究科, 教授 (90250498)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 悪性家畜伝染病 / 免疫抑制 / アナプラズマ病 / 東海岸熱 / ヨーネ病 / 悪性カタル熱 / 牛白血病 / ダニ媒介性疾患

研究実績の概要

Anaplasma marginaleの感染によって引き起こされるウシのアナプラズマ病は法定伝染病に指定され、世界中でも最も罹患率が高いダニ媒介性疾患である。A. marginale赤血球に感染するリケッチアで、急性期に重度の貧血を引き起こし感染牛の30%を死に至らしめるが詳細な病態発生機序は明らかにされていない。そこで米国ワシントン州立大学で感染実験を行い本病の病態解析を行った。ウシにA. marginale外膜蛋白を免疫してT細胞応答を誘導した後、同菌株を接種した結果、CD4+PD-1+LAG-3+ 疲弊化T細胞の割合が感染後に増加し、感染後5週目でピークに達した。その後抗原特異的T細胞応答は感染後5週以降著しく減弱し、菌血症と貧血を呈した。一方で、抗PD-ligand 1 (PD-L1) およびLAG-3に対する阻害抗体により疲弊化したCD4+ T細胞応答が再活性化された。このことからアナプラズマ病の発症機序には抗原特異的T細胞の疲弊化が関与していることが明らかとなった。
法定伝染病に指定されるウシの東海岸熱は、感染ダニが媒介するTheileria parva原虫によって引き起こされる感染症である。感受性牛の致死率は70～100％にも至り、アフリカ東部を中心とした発生国では深刻な被害をもたらしているが病態発生機序は明らかではない。ザンビア大学で行った感染実験より免疫チェックポイント因子が感染牛の原虫量ならびに臨床症状の深刻度と相関を示した。そこで英国ロスリン研究所で行った実験感染牛から持続感染細胞を樹立し、感染細胞上の免疫チェックポイント因子の発現解析を行った。その結果、T. parva感染リンパ球上においてPD-1ならびにPD-L1が抗発現し、autocrineまたはparacrine的に原虫感染細胞の排除を抑制していることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] ワシントン州立大学/テキサス農工大学(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: ワシントン州立大学/テキサス農工大学
• [国際共同研究] ロスリン研究所(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: ロスリン研究所
• [国際共同研究] モンゴル生命科学大学(モンゴル)
  • 国名: モンゴル
  • 外国機関名: モンゴル生命科学大学
• [国際共同研究] フィリピンカラバオセンター/フィリピン大学(フィリピン)
  • 国名: フィリピン
  • 外国機関名: フィリピンカラバオセンター/フィリピン大学
• [国際共同研究] 州立北フルミネンセ大学/リオグランテ・ド・スル大学(ブラジル)
  • 国名: ブラジル
  • 外国機関名: 州立北フルミネンセ大学/リオグランテ・ド・スル大学
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 2
• [雑誌論文] In vitro and in vivo antivirus activity of an anti-programmed death-ligand 1 (PD-L1) rat-bovine chimeric antibody against bovine leukemia virus infection (2017)
  • 著者名/発表者名: Nishimori A, Konnai S, Okagawa T, Maekawa N, Ikebuchi R, Goto S, Sajiki Y, Suzuki Y, Kohara J, Ogasawara S, Kato Y, Murata S, Ohashi K.
  • 雑誌名: PLOS One 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Molecular characterization of the lymphocyte activation gene-3 (LAG-3, CD223) of swamp- and riverine-type water buffaloes (Bubalus bubalis) (2017)
  • 著者名/発表者名: Rivera M.S, Bismark C.R.P. Abella A.E, Konnai S, Mingala C.M.
  • 雑誌名: Jpn. J. Vet, Res. 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular and structural characterization of novel cystatins from the taiga tick Ixodes persulcatus (2017)
  • 著者名/発表者名: Rangel CK, Parizi LF, Sabadin GA, Costa EP, Romeiro NC, Isezaki M, Githaka NW, Seixas A, Logullo C, Konnai S, Ohashi K, da Silva Vaz I Jr.
  • 雑誌名: Ticks Tick Borne Dis. 巻: 8(3) ページ: 432-441
  • DOI: 10.1016/j.ttbdis.2017.01.007
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Clinical and subclinical bovine leukemia virus infection in a dairy cattle herd in Zambia (2017)
  • 著者名/発表者名: Pandey GS, Simulundu E, Mwiinga D, Samui KL, Mweene AS, Kajihara M, Mangani A, Mwenda R, Ndebe J, Konnai S, Takada A.
  • 雑誌名: Arch Virol. 巻: 162(4) ページ: 1051-1056
  • DOI: 10.1007/s00705-016-3205-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A novel mechanism of functional cooperativity regulation by thiol redox status in a dimeric inorganic pyrophosphatase (2017)
  • 著者名/発表者名: Costa EP, Facanha AR, Cruz CS, Silva JN, Machado JA, Carvalho GM, Fernandes MR, Martins R, Campos E, Romeiro NC, Githaka NW, Konnai S, Ohashi K, Vaz IS Jr, Logullo C.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta. 巻: 1861(1 Pt A) ページ: 2922-2933
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2016.09.017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Immune exhaustion during chronic infections in cattle (2017)
  • 著者名/発表者名: Konnai S, Murata S, Ohashi K.
  • 雑誌名: J Vet Med Sci. 巻: 79(1) ページ: 1-5
  • DOI: 10.1292/jvms.16-0354
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Isolation and purification of Gallid herpesvirus 2 strains currently distributed in Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Machida Y, Murata S, Matsuyama-Kato A, Isezaki M, Taneno A, Sakai E, Konnai S, Ohashi K.
  • 雑誌名: J Vet Med Sci. 巻: 79(1) ページ: 115-122
  • DOI: 10.1292/jvms.16-0329
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification and the preliminary in vitro characterization of IRIS homologue from salivary glands of Ixodes persulcatus Schulze (2016)
  • 著者名/発表者名: Toyomane K, Konnai S, Niwa A, Githaka N, Isezaki M, Yamada S, Ito T, Takano A, Ando S, Kawabata H, Murata S, Ohashi K.
  • 雑誌名: Ticks Tick Borne Dis. 巻: 7(1) ページ: 119-125
  • DOI: 10.1016/j.ttbdis.2015.09.006
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Cooperation of PD-1 and LAG-3 Contributes to T-Cell Exhaustion in Anaplasma marginale-Infected Cattle (2016)
  • 著者名/発表者名: Okagawa T, Konnai S, Deringer JR, Ueti MW, Scoles GA, Murata S, Ohashi K, Brown WC.
  • 雑誌名: Infect Immun. 巻: 84(10) ページ: 2779-2790
  • DOI: 10.1128/IAI.00278-16
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] PMab-44 Detects Bovine Podoplanin in Immunohistochemistry. (2016)
  • 著者名/発表者名: Honma R, Ogasawara S, Kaneko MK, Fujii Y, Oki H, Nakamura T, Takagi M, Konnai S, Kato Y.
  • 雑誌名: Monoclon Antib Immunodiagn Immunother. 巻: 35(4) ページ: 186-190
  • DOI: 10.1089/mab.2016.0016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Molecular detection and characterization of bovine viral diarrhea virus in Mongolian cattle and yaks (2016)
  • 著者名/発表者名: Ochirkhuu N, Konnai S, Odbileg R, Odzaya B, Gansukh S, Murata S, Ohashi K.
  • 雑誌名: Arch Virol. 巻: 161(8) ページ: 2279-2283
  • DOI: 10.1007/s00705-016-2890-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Bovine leukemia virus reduces anti-viral cytokine activities and NK cytotoxicity by inducing TGF-β secretion from regulatory T cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohira K, Nakahara A, Konnai S, Okagawa T, Nishimori A, Maekawa N, Ikebuchi R, Kohara J, Murata S, Ohashi K.
  • 雑誌名: Immun Inflamm Dis. 巻: 18;4(1) ページ: 52-63
  • DOI: 10.1002/iid3.93
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Direct polymerase chain reaction from blood and tissue samples for rapid diagnosis of bovine leukemia virus infection (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishimori A, Konnai S, Ikebuchi R, Okagawa T, Nakahara A, Murata S, Ohashi K.
  • 雑誌名: J Vet Med Sci. 巻: 78(5) ページ: 791-796
  • DOI: 10.1292/jvms.15-0577
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Detection of bovine leukemia virus and identification of its genotype in Mongolian cattle (2016)
  • 著者名/発表者名: Ochirkhuu N, Konnai S, Odbileg R, Nishimori A, Okagawa T, Murata S, Ohashi K.
  • 雑誌名: Arch Virol. 巻: 161(4) ページ: 985-991
  • DOI: 10.1007/s00705-015-2676-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] マダニ唾液由来因子の病原体伝播における役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚
  • 学会等名: 第90回日本細菌学会総会シンポジウム わが国におけるダニ媒介性細菌感染症研究の現状
  • 発表場所: 仙台国際センター (仙台市)
  • 年月日: 2017-03-20 – 2017-03-20
  • 招待講演
• [学会発表] 動物難治性疾病における免疫回避機序の解明 ～免疫チェックポイントを標的とした動物用医薬品開発～ (2017)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚、村田史郎、大橋和彦
  • 学会等名: 第2回北海道大学・部局横断シンポジウム 『免疫・癌・感染』
  • 発表場所: 北海道大学工学部鈴木章記念ホール (札幌市)
  • 年月日: 2017-03-14 – 2017-03-14
• [学会発表] Immune exhaustion during chronic infections in cattle (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoru KONNAI, Tomohiro Okagawa, Ryoyo Ikebuchi, Shiro Murata, Kazuhiko Ohashi
  • 学会等名: Seminar in the Loslin institute, University of Edinburgh, UK
  • 発表場所: Loslin institute (Loslin institute, Edinburgh, UK)
  • 年月日: 2017-02-09 – 2017-02-09
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 牛白血病撲滅対策 (2017)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚
  • 学会等名: 公益社団法人千葉県畜産協会牛白血病感染拡大防止研修会 ー牛白血病の感染拡大防止を図るためー
  • 発表場所: 千葉市生涯学習センター (千葉市)
  • 年月日: 2017-01-17 – 2017-01-17
  • 招待講演
• [学会発表] 獣医療における抗体医薬の開発と現状 (2016)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚
  • 学会等名: 徳島大学先端酵素学研究所免疫制御学セミナー
  • 発表場所: 徳島大学先端酵素学研究所 (徳島市)
  • 年月日: 2016-12-21 – 2016-12-21
  • 招待講演
• [学会発表] 牛の感染免疫に関する最新の知見 (2016)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚
  • 学会等名: 平成28年度岩手県獣医師会職域部会合同研修会
  • 発表場所: 岩手県獣医師会館(盛岡市)
  • 年月日: 2016-12-08 – 2016-12-08
  • 招待講演
• [学会発表] 家畜法定伝染病ウシアナプラズマ病の免疫回避機構の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚
  • 学会等名: 第23回 リケッチア研究会
  • 発表場所: 国立感染症研究所 (東京都新宿区)
  • 年月日: 2016-12-04 – 2016-12-04
• [学会発表] 牛白血病の最新の知見について (2016)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚
  • 学会等名: 神奈川県畜産技術協会生物科学安全研究所支部地方競馬益金補助事業主催講演会
  • 発表場所: 生物科学安全研究所 (相模原市)
  • 年月日: 2016-11-29 – 2016-11-29
  • 招待講演
• [学会発表] 免疫チェックポイントを標的とする免疫療法とは (2016)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚
  • 学会等名: 平成28年宮崎大学テニュアトラック推進機構主催セミナー
  • 発表場所: 宮崎大学(宮崎市)
  • 年月日: 2016-11-01 – 2016-11-01
  • 招待講演
• [学会発表] 牛白血病について (2016)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚
  • 学会等名: 平成28年度第3回標茶町技連学習会
  • 発表場所: JA標茶(標茶町)
  • 年月日: 2016-10-11 – 2016-10-11
  • 招待講演
• [学会発表] Identification of immunomodulatory factors in Ixodes persulcatus Schulze ‘Taiga tick’, the vector for Lyme disease and relapsing fever in Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoru KONNAI
  • 学会等名: XXV International Congress of Entomology (ICE-2016)
  • 発表場所: Orange country convention center (Orlando, Florida, USA)
  • 年月日: 2016-09-30 – 2016-09-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Development of novel strategy for disease control in animal-engineering animal antibodies for development of novel therapeutics (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoru KONNAI
  • 学会等名: Texas A&M University, College of Veterinary Medicine, Veterinary Pathology Seminar Series
  • 発表場所: Texas A&M University (College station, Texas, USA)
  • 年月日: 2016-09-22 – 2016-09-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] シュルツェマダニ (Ixodes persulcatus) 由来sialostatinL2の機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚、越智晶絵、伊東拓也、川端寛樹、高野 愛、安藤秀二、村田史郎、大橋和彦
  • 学会等名: 第159回日本獣医学会学術集会
  • 発表場所: 日本大学 (藤沢市)
  • 年月日: 2016-09-06 – 2016-09-06
• [学会発表] 牛の慢性感染症におけるT細胞疲弊化機序の解明と新規制御法への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡川朋弘、今内 覚、 Wendy Brown、 村田史郎、大橋和彦
  • 学会等名: 第159回日本獣医学会学術集会(獣医学奨励賞受賞講演)
  • 発表場所: 日本大学 (藤沢市)
  • 年月日: 2016-09-06 – 2016-09-06
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular detection and characterization of bovine viral diarrhea virus in Mongolian cattle and yaks (2016)
  • 著者名/発表者名: Ochirkhuu N, Konnai S, Odbileg R, Nishimori A, Okagawa T, Murata S, Ohashi K.
  • 学会等名: 第159回日本獣医学会学術集会
  • 発表場所: 日本大学 (藤沢市)
  • 年月日: 2016-09-06 – 2016-09-06
• [学会発表] 家畜における免疫チェックポイント関連因子の遺伝子比較解析とウシ用抗体を用いた横断研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野島裕太郎、今内 覚、岡川朋弘、西森朝美、前川直也、森 康行、賀川由美子、鈴木定彦、村田史郎、大橋和彦
  • 学会等名: 第159回日本獣医学会学術集会
  • 発表場所: 日本大学 (藤沢市)
  • 年月日: 2016-09-06 – 2016-09-06
• [学会発表] ウシ腫瘍壊死因子(TNF-α)デコイレセプターによる新規抗炎症剤の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤澤宗太郎、今内 覚、岡川朋弘、西森朝美、前川直也、村田史郎、鈴木定彦、大橋和彦
  • 学会等名: 第159回日本獣医学会学術集会
  • 発表場所: 日本大学 (藤沢市)
  • 年月日: 2016-09-06 – 2016-09-06
• [学会発表] ウシCytotoxic T-lymphocyte antigen-4（CTLA-4）の機能解析と特異抗体の樹立 (2016)
  • 著者名/発表者名: 渡 慧、今内 覚、岡川朋弘、前川直也、西森朝美、村田史郎、鈴木定彦、大橋和彦
  • 学会等名: 第159回日本獣医学会学術集会
  • 発表場所: 日本大学 (藤沢市)
  • 年月日: 2016-09-06 – 2016-09-06
• [学会発表] Engineering antibodies for development of novel therapeutics and vaccine for livestock (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoru KONNAI
  • 学会等名: 1st International Symposium on Livestock Biotechnology
  • 発表場所: New World Manila Bay Hotel (Manila, Philippines)
  • 年月日: 2016-08-26 – 2016-08-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Increases of cells expressing PD-1 and PD-L1 in bovine leukemia virus infection and enhancement of anti-viral immune responses in vitro via its blockade (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoru Konnai, Tomohiro Okagawa, Asami Nishimori, Naoya Maekawa, Shinya Goto, Shiro Murata, Ryoyo Ikebuchi, Kazuhiko Ohash.
  • 学会等名: International Veterinary Immunology Symposium 2016
  • 発表場所: Gold Coast convention center (Gold Coast, Australia)
  • 年月日: 2016-08-17 – 2016-08-17
  • 国際学会
• [学会発表] Cooperation of PD-1 and LAG-3 Contributes to T-Cell Exhaustion in Anaplasma marginale-Infected Cattle (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomohiro Okagawa, Satoru Konnai, Asami Nishimori, Naoya Maekawa, Shinya Goto, Shiro Murata, Wendy Brown, Kazuhiko Ohash.
  • 学会等名: International Veterinary Immunology Symposium 2016
  • 発表場所: Gold Coast convention center (Gold Coast, Australia)
  • 年月日: 2016-08-17 – 2016-08-17
  • 国際学会
• [学会発表] Identification of an atypical enzootic bovine leukosis in Japan by using a novel classification of bovine leukemia based on immunophenotypic analysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Asami Nishimori, Satoru Konnai, Tomohiro Okagawa, Naoya Maekawa, Shinya Goto, Shiro Murata, Ryoyo Ikebuchi, Kazuhiko Ohash.
  • 学会等名: International Veterinary Immunology Symposium 2016
  • 発表場所: Gold Coast convention center (Gold Coast, Australia)
  • 年月日: 2016-08-17 – 2016-08-17
  • 国際学会
• [学会発表] Bovine leukemia virus reduces anti-viral cytokine activities and NK cytotoxicity by inducing TGF-β secretion from regulatory T cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Shinya Goto, Satoru Konnai, Kosuke Ohira, Ayako Nakahara, Tomohiro Okagawa, Asami Nishimori, Naoya Maekawa, Shiro Murata, Ryoyo Ikebuchi, Kazuhiko Ohash.
  • 学会等名: International Veterinary Immunology Symposium 2016
  • 発表場所: Gold Coast convention center (Gold Coast, Australia)
  • 年月日: 2016-08-17 – 2016-08-17
  • 国際学会
• [学会発表] Research on immune checkpoint in veterinary medicine (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoru KONNAI
  • 学会等名: Joint Workshop on Livestock Disease Research in University of Sydney
  • 発表場所: University of Sydney (Camden, Australia)
  • 年月日: 2016-08-15 – 2016-08-15
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] むしからうつる感染症 (2016)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚
  • 学会等名: 札幌幌南ロータリークラブ市民講話
  • 発表場所: プレミアホテルTSUBAKI 札幌 (札幌市)
  • 年月日: 2016-08-05 – 2016-08-05
  • 招待講演
• [学会発表] 牛白血病における免疫応答 ～免疫学的解析に基づく新規動物用バイオ医薬品の開発～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 今内 覚
  • 学会等名: 第20回大動物臨床教育セミナー
  • 発表場所: 酪農学園大学 (江別市)
  • 年月日: 2016-05-21 – 2016-05-21
  • 招待講演
• [図書] 動物用ワクチン「第一章 ４．抗体医薬：免疫チェックポイント阻害薬等」の稿 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡川朋弘、今内 覚
  • 総ページ数: 印刷中
  • 出版者: 文永堂出版
• [産業財産権] PD-L1検出用抗PD-L1抗体 (2017)
  • 発明者名: 今内 覚ほか
  • 権利者名: 今内 覚ほか
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2017- 61389
  • 出願年月日: 2017-03-27
• [産業財産権] 抗PD-L1抗体 (2016)
  • 発明者名: 今内 覚ほか
  • 権利者名: 今内 覚ほか
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2016-159088
  • 出願年月日: 2016-08-14
  • 外国
• [産業財産権] ウシ用抗PD-L1抗体 (2016)
  • 発明者名: 今内 覚ほか
  • 権利者名: 今内 覚ほか
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2016-159089
  • 出願年月日: 2016-08-15
• [産業財産権] 抗PD-1抗体 (2016)
  • 発明者名: 今内 覚ほか
  • 権利者名: 今内 覚ほか
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2016-159090
  • 出願年月日: 2016-08-14
• [産業財産権] 抗LAG-3抗体 (2016)
  • 発明者名: 今内 覚ほか
  • 権利者名: 今内 覚ほか
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2016-159091
  • 出願年月日: 2016-08-15