The prophylactic effect of IL-17A DNA vaccine on arthritis

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K10470
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 冨田 哲也 大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座准教授 (30283766)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中神 啓徳 大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座教授 (20325369) ; 二井 数馬 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (30588380) ; 吉川 秀樹 大阪大学, 医学系研究科, 理事・副学長 (60191558) ; 郡山 弘 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (60710093) [Withdrawn]
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 脊椎関節炎 / IL-17A / DNAワクチン / 強直性脊椎炎

Outline of Annual Research Achievements

脊椎関節炎の動物モデルとして、ヒトHLA-B27及びβ2ミクログロブリンを過剰発現したトランスジェニックラットを導入した。本モデルは脊椎炎、関節炎、腸炎などの多彩なフェノタイプを呈するが、ラインごとにヒトHLA-B27及びβ2ミクログロブリンのコピー数を管理することによって、おのおののラインの掛け合わせおよびhomozygous、heterozygosや雌雄の組み合わせによって、それぞれの疾患に特徴的なフェノタイプを呈した。脊椎炎の発症モデルとなるように２つのラインを交配し、ジェノタイピングによってモデルラットを作成し、その病態を解析した。ヒトHLA-B27過剰発現ラットとβ２ミクログロブリンラットを掛け合わせたダブルへテロ過剰発現ラットの雄のみが100-200日齢にかけて関節炎、脊椎炎、睾丸炎を60－70％の割合で発症した。一方、雌ラットは全く発症しなかった。
IL-17Aワクチンによる治療介入を行った。IL-17Aの部分配列を抗原ペプチドとし、キーホールリンペットヘモシアニンと融合させたものをワクチンとして用い、アジュバントと同時に皮内投与を行った。本コンセプトをDNAワクチンに応用し、高効率な抗体産生のためB型肝炎ウイルスのコア蛋白(HBc)のB cellエピトープにIL-17Aの部分蛋白(抗原)に相当する塩基配列を挿入することで分泌蛋白とした。HBcの自己凝集能を生かしてIL-17Aの部分蛋白(抗原)が球表面に多数提示されることで標的抗原として認識されやすく抗体産生能を高められる特性を用いたDNAワクチンを作成した。IL-17AペプチドワクチンあるいはDNAワクチンを疾患モデルラットに皮内あるいは筋肉内投与で1ヶ月毎に2回行ったところ、特にペプチドワクチンで抗体価の有意な上昇を確認した。加えて、ペプチドワクチンを投与したラットでは関節炎、脊椎炎の発症が抑制されていた。