ヘテロ5量体コレラ毒素B鎖/ワクチン抗原融合蛋白の機能解析と粘膜ワクチンへの応用

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本研究の目的は、コレラ毒素B鎖(CTB)を粘膜ワクチン運搬分子として機能させるための技術基盤を構築することである。これまでにへテロ5量体CTB分子構築技術を確立したが(Harakuni et al.,Infect Immune 2005;73:5654-65)今年度は特にこの分子構築技術の汎用性の高さを示すための実験を行った。即ち、融合化するワクチン抗原の種類や発現宿主に影響されない応用的的発展を目指すことである。その一環として、(1)大腸菌発現系によるヘテロ5量体形成効率に関する実験系と(2)ヘテロ5量体DNAワクチン実験系(哺乳動物細胞発現)を確立した。大腸菌発現系の実験では、これまで大腸菌では分泌発現しない(或いは極めて微量)と報告されていたCTBやLTB分子(CTBと類似の機能をもつ毒素原性大腸菌由来の腸管毒素B鎖蛋白質)が5量体の形状で高発現される可能性を見出し、今後の分子構築の技術的基盤を確立したと考えている。更に、狂牛病に対する家畜用粘膜ワクチンを構築する一環として、LTB鎖とプリオン抗原との融合分子を構築し、その動物実験での免疫原性を確認した。また、日本住血吸虫症に対する家畜用ワクチンの融合分子構築にも成功しており、今後更に感染防御機能を解析する予定である。ヘテロ5量体CTB DNAワクチンの実験系では、モデル抗原としてマラリア伝搬阻止ワクチン候補抗原を用い、これまで構築した数種類のヘテロ型DNAワクチンを293細胞へ導入した結果、酵母発現系と同様、ヘテロ型の方がホモ型分子より高効率で分泌発現されていることが分かった。特に、三日熱、熱帯熱の抗原遺伝子をタンデムにCTBと融合させた分子は、ヘテロ型としてのみ分泌発現されることが確認された。これらのコンストラクトを遺伝子銃や筋肉内注射等の各種ルートで免疫した結果、ヘテロ型の有意性が示唆されたが、全体として抗体誘導能が低く、今後更に改良が必用と思われる。また、前年度から使用している酵母発現系では、三日熱、熱帯熱マラリアワクチン抗原とのヘテロ型融合分子の分泌発現に成功しており、今後その感染防御機能を解析する予定である。