HIV-1コレセプターの特殊構造に対する立体特異的自己抗体誘導によるエイズ制御

通过针对 HIV-1 辅助受体特殊结构的立体特异性自身抗体诱导来控制艾滋病

基本信息

批准号：
14021100
负责人：
庄司省三
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14021100/
关键词：
HIV-1 コレセプター CCR5 CXCR4 ワクチン自己抗体ペプチド

项目摘要

エイズワクチンの開発において、従来のワクチンの基本概念に基づくワクチンの開発が、必ずも成功に至っていない。エイズワクチン開発の困難さが改めて再認識されている。申請者等は本来のワクチンの基本概念から逸脱し、HIV-1ウイルスを中和するワクチンではなく、HIV-1の侵入を防止し生体の守りを固める手段を自己抗体に求めHIV-1コレセプター(CXCR4,CCR5)に注目した。このレセプターの全一次構造から立体構造を推定し、第2細胞外ループ(ECL-2)の細胞外第1残基から11残基目のシステイン残基は第1細胞外ループのCys残基とジスルフィド結合を介して小ループ(undecapeptidyl arch, UPA)を形成していることに着目した。このUPAのCys残基を除き、Gly-Aspのスペーサーアームジペプチドを挿入して各々を環状にした。このジペプチドのGly残基により、本環状に自由度を持たせ、ASP残基のβ-カルボキシル基を介してキャリアー担体に結合させ、コレセプターの固有のUPA構造をミミックした。また、両UPA由来のアミノ酸配列SQKEG (CCR5)5残基にEADDR(CXCR4)5残基を結合させ、SerとArgの間に、Gly-ASPのスペーサーアームジペプチドを挿入して、CCR5およびCXCR4由来の環状キメラUPA抗原を作製した。マウスを用いて、これら3種の抗原に対する単クローン抗体を別々に作出し、これらはそれぞれ、in vitroで、抗CCR5環状UPL抗体はHIV-1 R5の、抗CXCR4環状UPL抗体はX4の、抗CCR5/CXCR4環状キメラUPL抗体はR5,X4,X4/R5ウイルスの感染をほぼ完全に阻止した。さらに、よりヒトに近縁な霊長類であり、AIDSの動物モデルとして用いられるカニクイサルにおけるcDDR5-MAPの抗体誘導活性を検討した。その結果、カニクイサルにおいてもcDR5-MAP抗原はCCR5のUPAを認識する特殊抗体を誘導することが認められ、免疫カニクイサル血清中のIg fractionが、HIV-1R5ウイルスに対し感染防止効果を示すことが明らかになった。cDDR5-MAP抗原は、HIV-1の感染を防止するワクチンとして有用であると考えられる。本環状ペプチドはHIV-1初感染防止ワクチン、また、改変されるヒト型抗体はエイズ患者の進行に応じたオーダメイドの抗体として期待され、本研究は従来の治療薬・ワクチンの概念・考えを超越したHIV-1研究のブレイクスルーとなりうる。上記研究成果の一部はJ.Virol.75:11614(2001)に掲載され、高い評価を受けている。

在艾滋病疫苗的研发中，基于常规疫苗基本概念的疫苗研发并不总是成功的。研发艾滋病疫苗的难度再次被人们认识到。申请人背离了疫苗最初的基本概念，他们没有研制出中和HIV-1病毒的疫苗，而是寻求利用自身抗体作为预防HIV-1入侵并巩固人体防御能力的手段。专注于（CXCR4，CCR5）。从这个受体的整个一级结构估计出三维结构，从第二个胞外环（ECL-2）的第一个胞外残基到第11个残基的半胱氨酸残基是第一个胞外环的Cys残基我们专注于通过二硫键形成小环（十一肽拱，UPA）。去除该UPA的Cys残基并插入Gly-Asp的间隔臂二肽以使每个二肽形成环。该二肽的甘氨酸残基赋予该环一定的自由度，并通过 ASP 残基的 β-羧基与载体结合，从而模仿了共受体的独特 UPA 结构。另外，EADDR(CXCR4)的5个残基与源自两个UPA的氨基酸序列SQKEG(CCR5)的5个残基结合，并且在Ser和Arg之间插入Gly-ASP的间隔臂二肽，形成环状嵌合UPA。抗原被创建。使用小鼠分别产生针对这三种抗原的单克隆抗体，并分别在体外进行测试：针对HIV-1 R5的抗CCR5环状UPL抗体、针对X4的抗CXCR4环状UPL抗体、CCR5/CXCR4环状嵌合UPL抗体几乎完全阻断R5、X4和X4/R5病毒的感染。此外，我们研究了食蟹猴中 cDDR5-MAP 的抗体诱导活性，食蟹猴是与人类关系更密切的灵长类动物，被用作艾滋病的动物模型。结果证实，cDR5-MAP抗原在食蟹猴体内诱导出识别CCR5 UPA的特殊抗体，并且清楚免疫食蟹猴血清中的Ig级分对食蟹猴表现出感染预防作用。它变成了HIV-1R5病毒。 cDDR5-MAP 抗原被认为可用作预防 HIV-1 感染的疫苗。这种环肽有望用作预防原发性HIV-1感染的疫苗，而修饰后的人抗体有望用作根据艾滋病患者病情进展定制的抗体。这项研究超越了概念和这可能是 HIV-1 研究的一个突破。上述部分研究成果发表在J.Virol.75:11614(2001)上并受到高度评价。