粘膜アジュバントと粘膜アジュバントとDDSDDS研究の新展開研究の新展開

ワクチンフォーラムワクチンフォーラム 20102010

日本発のワクチン開発を目指して日本発のワクチン開発を目指して

東京大学医科学研究所東京大学医科学研究所感染・免疫部門感染・免疫部門 炎症免疫学分野炎症免疫学分野

清野清野 宏宏

粘膜免疫機構の理解に立脚した注射器・注射針不要のワクチン開発へ

経口ワクチン

抗原特異的粘膜免疫と全身免疫の両方を誘導出来る抗原特異的粘膜免疫と全身免疫の両方を誘導出来る

病原体に対する二段構えの防御免疫病原体に対する二段構えの防御免疫

舌下ワクチン 塗布ワクチン

典型的な粘膜ワクチン 新規の粘膜ワクチン

経鼻ワクチン 経肛門ワクチン

Omaha world-Herald

TMP-IMSUT

点眼ワクチン

RiceRice--based Oral Vaccinebased Oral Vaccine

コメ型経口ワクチンコメ型経口ワクチン((MucoRiceMucoRice))の研究開発の研究開発食べるコメから食べるコメから

ワクチンを生産、貯蔵そして経口投与体（医薬製剤）としてのコメへワクチンを生産、貯蔵そして経口投与体（医薬製剤）としてのコメへ

MucoRiceMucoRiceTMTM

先端医療特区（ワクチン）から新世代経口ワクチン開発へ

粘膜免疫機構の理解に立脚した注射器・注射針不要のワクチン開発へ

経口ワクチン

抗原特異的粘膜免疫と全身免疫の両方を誘導出来る抗原特異的粘膜免疫と全身免疫の両方を誘導出来る

病原体に対する二段構えの防御免疫病原体に対する二段構えの防御免疫

舌下ワクチン 塗布ワクチン

典型的な粘膜ワクチン 新規の粘膜ワクチン

経鼻ワクチン 経肛門ワクチン

Omaha world-Herald

TMP-IMSUT

点眼ワクチン

眼球眼球

涙管涙管

鼻腔鼻腔

1mm1mm

TALTTALT

NALTNALT

1mm1mm

TALTTALT

涙嚢涙嚢鼻涙管鼻涙管

涙管関連リンパ組織の同定涙管関連リンパ組織の同定（（Tear DuctTear Duct--associated Lymphoid Tissueassociated Lymphoid Tissue

：：TALT)TALT)

TMPTMP--IMSUTIMSUT J. Exp. Med. 206: 2351J. Exp. Med. 206: 2351--64, 200964, 2009

涙管関連リンパ組織涙管関連リンパ組織(TALT)(TALT)におけるにおけるMM細胞の存在細胞の存在

TALTTALT

NALTNALT

NKM16NKM16--22--44 UEAUEA--11

IMSUTIMSUT--TMPTMP

TALTTALT--FAEFAEに存在するに存在するMM細胞と抗原の取り込み細胞と抗原の取り込みSEM TEM

J. Exp. Med. 206: 2351J. Exp. Med. 206: 2351--64, 200964, 2009

粘膜免疫誘導組織としての粘膜免疫誘導組織としてのTALTTALT：免疫担当細胞の集積：免疫担当細胞の集積

5050mmmm

CD3CD3 CD4CD4

5050mmmm

CD11cCD11c++ DCDC((上皮細胞層直下）上皮細胞層直下）

二次リンパ組織としての微細構造二次リンパ組織としての微細構造IMSUTIMSUT--TMPTMP

5050mmmm

CD3CD3 B220B220

CD11cCD11c B220B220

BB細胞細胞領域領域

TT細胞細胞領域領域

点眼免疫による抗原特的IgA+B細胞とTh細胞免疫応答誘導CD4

CD4

CTCT--B Tetramer (TCRB Tetramer (TCRbb++ Gated)Gated)

CTCT--BB特異的特異的CD4CD4++ TT細胞の誘導細胞の誘導

TALT (CT Immunized)TALT (CT Immunized)Naive ControlNaive Control

0.02%0.02% 3.46%3.46%

CXCR5

CXCR5

CTCT--B Tetramer (CD4B Tetramer (CD4++ Gated)Gated)

TALT (CT Immunized)TALT (CT Immunized)Naive ControlNaive Control

0.96%0.96%0.06%0.06%

IMSUTIMSUT--TMPTMPJ. Exp. Med. 206: 2351J. Exp. Med. 206: 2351--64, 200964, 2009

涙管涙管 脾臓脾臓鼻腔鼻腔

CT特異的IgA産生細胞

点眼免疫によりTALTとNALTを介して抗原特異的免疫応答が粘膜系（涙管・鼻腔）と

全身系（脾臓）に誘導される

CT特異的IgG産生細胞

T. Yamanaka &T. Yamanaka &P. BrandtzaegP. Brandtzaeg

LIIPAT,LIIPAT,Univ. Of OsloUniv. Of Oslo

TMPTMP--IMSUTIMSUT

TALTTALT

NALTNALT

ConjunctivaConjunctiva

LacrimalLacrimal PunctumPunctum

LacrimalLacrimal CanaliculusCanaliculus

Nasal CavityNasal Cavity

Tear DuctTear Duct

Nasal SeptumNasal SeptumMaxillary SinusMaxillary Sinus

LacrimalLacrimal GlandGland

OcularOcularSurfaceSurface

MiddleMiddleEarEar

EustachianEustachianTubeTube

頭部顎顔面粘膜免疫機構としての頭部顎顔面粘膜免疫機構としてのTALTTALTの同定とその免疫学的位置付けの同定とその免疫学的位置付け

GALTGALTによる腸管免疫機構制御による腸管免疫機構制御

TALTTALT を介した眼・鼻腔を介した眼・鼻腔 免疫機構制御免疫機構制御

点眼ワクチンの可能性？点眼ワクチンの可能性？

呼吸器粘膜免疫機構を基盤とした経鼻ワクチン開発呼吸器粘膜免疫機構を基盤とした経鼻ワクチン開発

TMPTMP--IMSUTIMSUT

RespiratoryM Cells

NALT M Cells

経鼻免疫経鼻免疫

鼻腔領域での粘膜免疫機構鼻腔領域での粘膜免疫機構

１．鼻腔は解剖学的に中枢神経系に近い１．鼻腔は解剖学的に中枢神経系に近い

２．免疫活性化生物作用のあるアジュバント添加２．免疫活性化生物作用のあるアジュバント添加課題課題

抗原特異的抗原特異的粘膜免疫と粘膜免疫と全身免疫の全身免疫の両方の誘導両方の誘導

Euro.J.Immunol.28:3346,1998

Nature Rev.Immunol.4:699,2004

J.Immunol.172:6259,2004

Nature Materials, 9: 572Nature Materials, 9: 572--578, 2010578, 2010

Pullulan

Cholesteryl group

Amino group

～40 nm

Self-assembly

Cationic Cholesterol-bearingPullulan (cCHP) Nanogel cCHP-vaccine antigen

Hydrophobicinteraction

Vaccine antigenVaccine antigen

TMP-IMSUT

疎水化高分子を応用したシャペロン型ナノゲル粘膜ワクチンの開発疎水化高分子を応用したシャペロン型ナノゲル粘膜ワクチンの開発

プルラン（グルコースからなる多糖類）に疎水性のコレストロールとカチオン性官能基付加

負・負・Anion(Anion( ))

ワクチン抗原を一定期間粘膜面から恒常的に提示出来ないか？ワクチン抗原を一定期間粘膜面から恒常的に提示出来ないか？東京医科歯科大学東京医科歯科大学

秋吉一成教授秋吉一成教授

カチオン化カチオン化CHPCHP ナノゲル型経鼻ワクチンには鼻腔ナノゲル型経鼻ワクチンには鼻腔 粘膜面での粘膜面での

抗原長時間付着効果がある抗原長時間付着効果がある

Collaboration with Hamamatsu Photonics K.K.Collaboration with Hamamatsu Photonics K.K. Nature Materials, 9: 572Nature Materials, 9: 572--578, 2010578, 2010

ClairvivoClairvivo PET (Shimadzu)PET (Shimadzu)

XX--ray Computed Tomographyray Computed Tomography

cCHP-BoHc/A

BoHc/Aor

18F

cCHP

cCHP--BoHc

BoHc/A

/A

BoHc

BoHc/A

/A

10 min10 min 1 hour1 hour 6 hours6 hours 10 hours10 hours

cCHP

cCHP--BoHc

BoHc/A

/A

BoHc

BoHc/A

/A

BoHcBoHc/A/A // cCHPcCHP nanogelnanogel // NucleusNucleus

500500 mmmm

10 min10 min 1 hour1 hour 6 hours6 hours 12 hours12 hours

cCHP

cCHP--BoHc

BoHc/A

/A

10 min10 min 1 hour1 hour

6 hours6 hours 12 hours12 hours

Nature Materials, 9: 572Nature Materials, 9: 572--578, 2010578, 2010

TRITCTRITC--conjugatedconjugatedcCHPcCHP nanogelnanogel

AlexaAlexa 647647--conjugatedconjugatedBoHcBoHc/A/A

TMP-IMSUT

カチオン化カチオン化CHPCHP ナノゲル型経鼻ワクチンには長期鼻腔ナノゲル型経鼻ワクチンには長期鼻腔 粘膜粘膜

付着性だけではなく抗原送達・除法効果もある付着性だけではなく抗原送達・除法効果もある

Nature Materials, 9: 572Nature Materials, 9: 572--578, 2010578, 2010TMP-IMSUT

カチオン化カチオン化CHPCHP ナノゲル型経鼻ワクチンは粘膜面と全身系両方にナノゲル型経鼻ワクチンは粘膜面と全身系両方に

ボツリヌス菌毒素に対する防御ボツリヌス菌毒素に対する防御免疫を誘導する免疫を誘導する

150150

100100

5050

00

BoNT

BoNT/A

/A--sp

ecific

AFCs

specific

AFCs

in5x10

in5x10

66Cells

Cells

cCHPcCHP--BoHcBoHc/A/A BoHcBoHc/A/A PBSPBS

***

***

00

22

44

55

11

33

***

***

Anti

Anti--BoNT

BoNT/A

/A

Recipro

callog

Recipro

callog22tite

rtite

r

66

cCHPcCHP--BoHcBoHc/A/A BoHcBoHc/A/A PBSPBS

pp

CD11c / cCHP nanogel / BoHc/A

50 mm

***

0

20

40

50

10

30

***

BoHc/A

+/

CD11c+(%

)

cCHP-BoHc/A BoHc/A PBS

p

SUV

SUV

脳脳 嗅覚球嗅覚球

hh hh0.170.17 11 66 1212 2424 4848

0.170.17 11 66 1212 2424 4848

SUV

SUV

cCHPcCHP--BoHcBoHc/A/A

BoHcBoHc/A/A

CTCT--BB

00

55

77

66

44

22

33

11

00

55

77

66

44

22

33

11

**** ****

**

**

pp

粘膜系粘膜系DCDC

M CellM Cell

NALT 鼻腔粘膜

CLN

粘膜系と全身系両方への抗原特異的免疫誘導

中枢神経系への抗原移行と付着なし中枢神経系への抗原移行と付着なし

長時間付着性長時間付着性

人工シャペロン人工シャペロン

抗原自然体形状放出抗原自然体形状放出

粘膜シャペロン型ワクチンとしてのカチオン化粘膜シャペロン型ワクチンとしてのカチオン化CHPCHP ナノゲルナノゲル

Tokyo Mucosal PatchesTokyo Mucosal Patches(TMP)(TMP)

The Institute of Medical ScienceThe Institute of Medical ScienceThe University of TokyoThe University of Tokyo

(IMSUT)(IMSUT)

Understanding of Mucosal Immunity for Vaccine DevelopmentUnderstanding of Mucosal Immunity for Vaccine Development

TMP 2010TMP 2010

M. IgetaM. Igeta

Mio MejimaMio Mejima

Yoshikazu YukiYoshikazu Yuki

Shiho KurokawaShiho Kurokawa

Tomonori NochiTomonori Nochi

Daisuke TokuharaDaisuke Tokuhara

Yuko TakahashiYuko Takahashi

Hideo TsukadaHideo TsukadaNobuhiro HaradaNobuhiro Harada

Kazunari AkiyoshiKazunari AkiyoshiHaruko TakahashiHaruko TakahashiShinShin--ichi Sawadaichi Sawada

ShunjiShunji KozakiKozakiTomoko KohdaTomoko Kohda

ll Gyu Kongll Gyu Kong

Ayuko SatoAyuko Sato

DongDong--Young KimYoung Kim

Satoshi FukuyamaSatoshi Fukuyama

Takahiro NagatakeTakahiro Nagatake

Jun KunisawaJun KunisawaShintaro SatoShintaro Sato

20102010