T=3正二十面体ウイルス粒子構造を模した分子構築法の開発と感染症ワクチンへの応用

模拟T=3二十面体病毒颗粒结构的分子构建方法的开发及其在传染病疫苗中的应用

• 批准号: 22K19253
• 负责人: 新川 武
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: University of the Ryukyus
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19253/
• 关键词: T=3 正二十面体ウイルス; ノンエンベロープウイルス; 神経壊死性ウイルス; 分子足場（molecular scaffold）; Shell domain; 正二十面体ウイルス

本事業は、本来粒子形成しないワクチン抗原タンパク質を人工的に粒子形成させ、免疫原性を向上させることで、そのワクチン機能を高めることを狙った研究課題である。特に３量体は形成するが、粒子形成しないタンパク質抗原を「T=3 正二十面体ウイルス」の骨格を活用することで粒子化することを狙っている。より具体的には、ベータノダウイルスのうち、ハタ科魚類に神経壊死症状を引き起こす神経壊死性ウイルス（Nervous necrosis virus: NNV）の Shell (S) domainを活用し、このS domainのC末端に外来抗原を融合させることで粒子形成させる。NNV本来の構造は、SとProtrusion (P) domainが融合した構造がまず３量体を形成し、さらにその３量体が60量体化することで粒子を形成する。本研究では、このP domainを他の抗原タンパク質と置き換えることで人工的な粒子を形成させることを狙っている。これまで主に大腸菌発現系を用いてNNV S domainやS-CMP（※CMP: ３量体形成コイルドコイルタンパク質）を発現させてきた。大腸菌ではS domainを単独で発現させることが困難であったが、S-CMPの場合、粒子形成が認められた。ただし、天然のNNVと比べると粒子径の短い粒子しか形成できなかった。そこで、発現系を大腸菌から酵母へ変更したところ、S-CMP だけでなく、S domain単独でも天然NNVとほぼ同じ粒子径を有する粒子の形成に成功した。したがって、今後、発現系については、積極的に大腸菌から酵母へ変更することで本事業を遂行することが望ましいと判断した。なお、大腸菌と酵母はその扱い方の容易さからすると、確かに大腸菌の方が優位性は高いが、他の発現系（例えば昆虫細胞等）と比較すると酵母も圧倒的に有利である。

This project aims to improve the particle formation, immunogenicity and function of natural particles. In particular, the formation of particles in the form of T=3 icosahedral particles and the use of these particles. The Shell (S) domain of Nervous Necrosis Virus (NNV) is used to fuse foreign antigens at the C-terminal of the S domain. NNV's original structure, S and Protrusion (P) domain are fused to form three volumes, and three volumes are formed to form six particles. In this study, the formation of artificial particles was studied. The main E. coli development system was developed using NNV S domain and S-CMP (CMP: 3). Coliform bacteria are isolated from the S domain, and particle formation is difficult in S-CMP cases. The particle diameter of natural NNV is shorter than that of natural NNV. In addition, the development of E. coli, yeast, and S-CMP was successful in the formation of particles with the same particle size as natural NNV. In the future, the development system will be active, and the cause will be carried out in the future. E. coli and yeast are easy to produce, and their production systems (e.g. insect cells) are more advantageous than yeast.