JP2009078995A - Immuno-vaccine for periodontal disease - Google Patents

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Tomomitsu Sewaki
智満 瀬脇
Yasushi Osanai
靖 小山内
Shinichiro Hara
真一郎 原
Chikahide Nozaki
周英 野崎
Yoshimitsu Abiko
宜光 安孫子
Masabumi Yamamoto
正文 山本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vaccine for trans-mucosal administration for preventing or treating periodontal disease, highly safe to a human body. <P>SOLUTION: The vaccine for trans-mucosal administration is obtained by enabling an antigen capable of eliciting immunoresponse of P.gingivalis to an outer membrane protein to be exhibited on the surfaces of butyric acid bacteria. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は歯周病用免疫ワクチンに関する。さらに詳しくは、Porphyromonas gingivalis(ポルフィロモナス・ジンジバリス:以下、P.gingivalisとする)の外膜蛋白質に対する免疫応答を惹起させ得る抗原を発現させた乳酸菌を含む、歯周病の予防または治療のための経粘膜投与用ワクチンに関する。   The present invention relates to an immune vaccine for periodontal disease. More specifically, for prevention or treatment of periodontal disease, including lactic acid bacteria expressing an antigen capable of eliciting an immune response against the outer membrane protein of Porphyromonas gingivalis (P. gingivalis). The present invention relates to a vaccine for transmucosal administration.

従来の歯周病治療は、既に進行してしまった歯周病に対する外科的な処置等が主流であった。しかし、近年、歯周病原性細菌、病原性因子などが明らかにされてきており、これらを対象とした新しい歯周病の治療および予防法が提供され始めている。   Conventional periodontal disease treatment has been mainly performed for surgical treatment for periodontal disease that has already progressed. However, in recent years, periodontopathic bacteria, pathogenic factors, and the like have been clarified, and new treatments and preventive methods for periodontal diseases targeting them have begun to be provided.

例えば、歯周病の発症および進展に深く関わり、歯周病の病原性細菌の一つとされるP.gingivalisにおいて、その夾膜蛋白質がマウスにおいて抗体を誘導することから、ワクチンとして有効であることが示唆されている(例えば、非特許文献1参照)。
また、本発明者らは、P.gingivalisに特異的な分子量40−kDaの外膜蛋白質(以下、40−k−OMPとする)を利用して、アジュバントと共に粘膜投与する粘膜免疫ワクチン(例えば、特許文献1参照)や経皮免疫ワクチン(例えば、特許文献2参照)を開発している。
For example, P. cerevisiae is deeply involved in the onset and development of periodontal disease and is considered as one of the pathogenic bacteria of periodontal disease. In gingivalis, the capsule protein induces antibodies in mice, suggesting that it is effective as a vaccine (see, for example, Non-Patent Document 1).
In addition, the present inventors have disclosed P.I. Mucosal immune vaccine (for example, refer to Patent Document 1) or transdermal immune vaccine administered to mucosa together with an adjuvant using an outer membrane protein (hereinafter referred to as 40-k-OMP) having a molecular weight of 40-kDa specific to gingivalis (See, for example, Patent Document 2).

しかし、これらのワクチンはアジュバントとして、コレラ毒素を用いるため、人への適用が不可能であった。また、無毒化したコレラ毒素を用いることも検討されているが、ヒトへの安全性は未だ確認されておらず、実際の使用において現実的ではない。これらに代替し得る他のアジュバントが現在のところ見つかっておらず、人体への安全性が高いワクチンの開発が望まれている。   However, since these vaccines use cholera toxin as an adjuvant, they cannot be applied to humans. Also, the use of detoxified cholera toxin has been studied, but safety to humans has not yet been confirmed, and it is not practical in actual use. Other adjuvants that can replace them have not been found at present, and the development of vaccines that are highly safe for the human body is desired.

アジュバントを付加する以外の免疫増強の方法として、抗原を乳酸菌の表面に提示させる乳酸菌ディスプレイ技術が開発されている(例えば、特許文献3参照)。この技術は食用で提供されている乳酸菌を用いることができるため、人体に安全であり、有用であると考えられる。しかし、歯周病の治療および予防を目的として、この技術を用いてワクチンを提供したという例は知られていない。
Harvey W、 Guat−Chen F、 Gordon D、 Meghji S、 Evans A、 Harris M (1984) Evidence for fibroblasts as the major source of prostacyclin and prostaglandin synthesis in dental cyst in man. Arch. Oral. Biol. 29、 223−229 特開2003−286191号公報 特開2005−179301号公報 特開2007−131610号公報
As a method for enhancing immunity other than adding an adjuvant, a lactic acid bacteria display technique for presenting an antigen on the surface of lactic acid bacteria has been developed (see, for example, Patent Document 3). Since this technique can use lactic acid bacteria provided for food, it is considered safe and useful for the human body. However, there is no known example of providing a vaccine using this technique for the treatment and prevention of periodontal disease.
Harvey W, Guat-Chen F, Gordon D, Megji S, Evans A, Harris M. (1984) Evidence for fibroblasts as the major in prosthetic prosthesis. Arch. Oral. Biol. 29, 223-229 JP 2003-286191 A JP-A-2005-179301 JP 2007-131610 A

本発明は、人体に安全性の高い歯周病の予防または治療のための経粘膜投与用ワクチンの提供を課題とする。   An object of the present invention is to provide a vaccine for transmucosal administration for the prevention or treatment of periodontal disease that is highly safe for the human body.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、乳酸菌の表面にP.gingivalisの外膜蛋白質に対する免疫応答を惹起させ得る抗原を提示させることで抗原に対する免疫を増強でき、かつ、人体に安全性の高い歯周病の予防または治療に有効な経粘膜投与用ワクチンが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明のワクチンは、アジュバントとしてコレラ毒素を用いたワクチンと同程度の免疫増強効果を維持している。そして、本発明のワクチンは、口腔疾患に効果が高いとされる唾液中への分泌型IgAを十分に分泌できるため、歯肉溝滲出液へのIgGの分泌とともに歯周病菌に対して免疫することができ、有用である。また、本発明のワクチンは、常温で長期保存することもできるため有用である。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the surface of lactic acid bacteria has P.I. By presenting an antigen that can elicit an immune response against the outer membrane protein of gingivalis, it is possible to enhance the immunity to the antigen, and a highly safe vaccine for transmucosal administration that is effective in preventing or treating periodontal disease is obtained. As a result, the present invention has been completed.
The vaccine of the present invention maintains the same level of immune enhancement as a vaccine using cholera toxin as an adjuvant. The vaccine of the present invention can sufficiently secrete secretory IgA into saliva, which is said to be highly effective for oral diseases, and therefore immunizes against periodontal disease bacteria together with the secretion of IgG into the gingival crevicular fluid. Can be useful. In addition, the vaccine of the present invention is useful because it can be stored for a long time at room temperature.

すなわち、本発明は次の(1)〜(12)の歯周病の予防または治療のための経粘膜投与用ワクチンに関する。
(1)抗原を発現させた乳酸菌を含む歯周病の予防または治療のための経粘膜投与用ワクチンであって、該抗原がPorphyromonas gingivalisの外膜蛋白質に対する免疫応答を惹起させ得る抗原である、歯周病の予防または治療のための経粘膜投与用ワクチン。
(2)抗原が、次の1)〜3)のいずれかに記載の蛋白質である上記(1)に記載のワクチン。
1)Porphyromonas gingivalisの分子量40−kDaの外膜蛋白質(40−k−OMP)
2)配列表の配列番号1に示す22〜344番目のアミノ酸配列からなる蛋白質
3)配列表の配列番号1に示す22〜344番目のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなる蛋白質であって、Porphyromonas gingivalisの外膜蛋白質に対する免疫応答を惹起させ得る蛋白質
(3)乳酸菌がLactobacillus caseiである上記(1)または(2)に記載のワクチン。
(4)抗原を発現させた乳酸菌がNITE P−418である上記(1)〜(3)のいずれかに記載のワクチン。
(5)抗原を発現させた乳酸菌が死菌または生菌である上記(1)〜(4)のいずれかに記載のワクチン。
(6)Porphyromonas gingivalisの赤血球凝集活性を阻害する、歯周病の予防または治療のための上記(1)〜(5)のいずれかに記載のワクチン。
(7)経鼻投与用である上記(1)〜(6)のいずれかに記載のワクチン。
(8)上記(1)〜(7)のいずれかに記載のワクチンを用いる歯周病の予防または治療方法。
(9)次の1)〜3)のいずれかに記載の蛋白質をコードする塩基配列を含むシャトルベクター。
1)Porphyromonas gingivalisの分子量40−kDaの外膜蛋白質(40−k−OMP)
2)配列表の配列番号1に示す22〜344番目のアミノ酸配列からなる蛋白質
3)配列表の配列番号1に示す22〜344番目のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなる蛋白質であって、Porphyromonas gingivalisの外膜蛋白質に対する免疫応答を惹起させ得る蛋白質
(10)ポリ−γ−グルタミン酸シンテターゼ複合体を構成している遺伝子pgsB、pgsCおよびpgsAのいずれか一つまたは二つ以上を含む表面発現用のベクターを含む上記(9)に記載のシャトルベクター。
(11)Porphyromonas gingivalisの分子量40−kDaの外膜蛋白質(40−k−OMP)をコードする塩基配列を含むシャトルベクターpKT1/pgsA−pg40。
(12)配列表配列番号2に記載の塩基配列からなる上記(11)に記載のシャトルベクターpKT1/pgsA−pg40。
That is, the present invention relates to the following transmucosal vaccine for prevention or treatment of periodontal disease (1) to (12).
(1) A vaccine for transmucosal administration for the prevention or treatment of periodontal disease containing lactic acid bacteria expressing an antigen, wherein the antigen is capable of inducing an immune response against the outer membrane protein of Porphyromonas gingivalis. A vaccine for transmucosal administration for the prevention or treatment of periodontal disease.
(2) The vaccine according to (1), wherein the antigen is the protein according to any one of 1) to 3) below.
1) Porphyromonas gingivalis outer membrane protein with a molecular weight of 40-kDa (40-k-OMP)
2) a protein comprising the 22-344th amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing 3) consisting of an amino acid sequence having 90% or more identity with the 22-344th amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing The vaccine according to (1) or (2) above, wherein the protein is a protein that can elicit an immune response against the outer membrane protein of Porphyromonas gingivalis (3) The lactic acid bacterium is Lactobacillus casei.
(4) The vaccine according to any one of (1) to (3) above, wherein the lactic acid bacterium expressing the antigen is NITE P-418.
(5) The vaccine according to any one of (1) to (4) above, wherein the lactic acid bacterium expressing the antigen is dead or live.
(6) The vaccine according to any one of (1) to (5) above, which inhibits the hemagglutination activity of Porphyromonas gingivalis and prevents or treats periodontal disease.
(7) The vaccine according to any one of (1) to (6), which is for nasal administration.
(8) A method for preventing or treating periodontal disease using the vaccine according to any one of (1) to (7) above.
(9) A shuttle vector comprising a base sequence encoding the protein according to any one of 1) to 3) below.
1) Porphyromonas gingivalis outer membrane protein with a molecular weight of 40-kDa (40-k-OMP)
2) a protein comprising the 22-344th amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing 3) consisting of an amino acid sequence having 90% or more identity with the 22-344th amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing A protein that is capable of inducing an immune response against an outer membrane protein of Porphyromonas gingivalis (10) one or more of genes pgsB, pgsC, and pgsA constituting a poly-γ-glutamate synthetase complex The shuttle vector according to (9) above, comprising a vector for surface expression comprising
(11) A shuttle vector pKT1 / pgsA-pg40 comprising a base sequence encoding an outer membrane protein (40-k-OMP) having a molecular weight of 40-kDa of Porphyromonas gingivalis.
(12) The shuttle vector pKT1 / pgsA-pg40 according to (11) above, comprising the base sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing.

本発明により得られたワクチンは、従来のアジュバントとしてコレラ毒素を用いたワクチンと比較すると人体への安全性が高く、かつ、同程度の免疫増強効果を維持しており有用である。   The vaccine obtained by the present invention is useful because it has higher safety to the human body than the vaccine using cholera toxin as a conventional adjuvant and maintains the same level of immune enhancement effect.

本発明の「ワクチン」とは、P.gingivalisの外膜蛋白質に対する免疫応答を惹起させ得る歯周病の予防または治療のための経粘膜投与用ワクチンのことをいう。
本発明において、ワクチンは、P.gingivalisの外膜蛋白質に対する免疫応答を惹起させ得る抗原を含むものであれば、いずれのものも用いることができる。本発明で誘導される免疫には、細胞性免疫と体液性免疫のいずれも含む。
The “vaccine” of the present invention refers to P.I. It refers to a vaccine for transmucosal administration for the prevention or treatment of periodontal disease that can elicit an immune response to the outer membrane protein of gingivalis.
In the present invention, the vaccine is P.I. Any antigen can be used so long as it contains an antigen capable of eliciting an immune response against the outer membrane protein of gingivalis. The immunity induced by the present invention includes both cellular immunity and humoral immunity.

P.gingivalisの外膜蛋白質に対する免疫応答を惹起させ得る抗原としては、例えば、P.gingivalisの外膜蛋白質である40−k−OMPが挙げられる。また、配列表の配列番号1に示される22〜344番目のアミノ酸配列を有する蛋白質や、このアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなる蛋白質であって、P.gingivalisの外膜蛋白質に対する免疫応答を惹起させ得る蛋白質等が挙げられる。さらに、配列表の配列番号1に示されるアミノ酸配列と95%以上の相同性を有するアミノ酸配列からなる蛋白質や、配列表の配列番号1に示されるアミノ酸配列に1個もしくは数個のアミノ酸残基が欠失、置換および/または付加したアミノ酸配列を有する蛋白質であって、P.gingivalisの外膜蛋白質に対する免疫応答を惹起させ得る蛋白質等が挙げられる。   P. Examples of antigens that can elicit an immune response to the outer membrane protein of gingivalis include P. gingivalis. 40-k-OMP which is an outer membrane protein of gingivalis. A protein having the 22-344th amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, or a protein comprising an amino acid sequence having 90% or more identity with this amino acid sequence, Examples thereof include proteins capable of eliciting an immune response to the outer membrane protein of gingivalis. Furthermore, a protein comprising an amino acid sequence having 95% or more homology with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, or one or several amino acid residues in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing Is a protein having an amino acid sequence deleted, substituted and / or added, Examples thereof include proteins capable of eliciting an immune response to the outer membrane protein of gingivalis.

本発明の「ワクチン」を得るために、乳酸菌に抗原を発現させるには、乳酸菌ディスプレイ技術を用いる事が好ましい。乳酸菌ディスプレイ技術とは、ポリ−γ−グルタミン酸シンテターゼ複合体を構成している遺伝子pgsB、pgsCおよびpgsAのいずれか一つまたは二つ以上を含む表面発現用のベクターを用いて外来タンパク質を乳酸菌の表面に発現させる技術である。   In order to obtain an antigen in lactic acid bacteria in order to obtain the “vaccine” of the present invention, it is preferable to use lactic acid bacteria display technology. Lactic acid bacteria display technology refers to the expression of foreign proteins on the surface of lactic acid bacteria using a vector for surface expression containing one or more of the genes pgsB, pgsC and pgsA constituting the poly-γ-glutamate synthetase complex. It is a technology that makes it manifest.

本発明の表面発現用のベクターは、ポリ−γ−グルタミン酸シンテターゼ複合体を構成している遺伝子のうち、pgsB、pgsCまたはpgsAのいずれか一つまたは二つ以上を含む表面発現用のベクターであればいずれのものも用いる事ができる。pgsAを含むものであることが好ましく、pgsAを含む形質転換ベクターpKT1を用いることが特に好ましい。
そして、この表面発現用のベクター中に、P.gingivalisの外膜蛋白質に対する免疫応答を惹起させ得る蛋白質をコードする遺伝子を挿入することによりシャトルベクターを構築し、これを用いて形質転換した乳酸菌を培養することで、本発明の抗原を発現させた乳酸菌を得ることができる。
The surface expression vector of the present invention may be a surface expression vector containing any one or more of pgsB, pgsC, and pgsA among the genes constituting the poly-γ-glutamate synthetase complex. Any of them can be used. It preferably contains pgsA, and it is particularly preferred to use a transformation vector pKT1 containing pgsA.
In addition, in this surface expression vector, P.I. A shuttle vector was constructed by inserting a gene encoding a protein capable of eliciting an immune response against the outer membrane protein of gingivalis, and an antigen of the present invention was expressed by culturing a transformed lactic acid bacterium using this gene. Lactic acid bacteria can be obtained.

本発明のシャトルベクターは、乳酸菌の表面に抗原を発現させることができるシャトルベクターであればいずれのものも用いる事ができるが、P.gingivalisの分子量40−kDaの外膜蛋白質(40−k−OMP)、配列表の配列番号1に示す22〜344番目のアミノ酸配列からなる蛋白質、または配列表の配列番号1に示す22〜344番目のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなる蛋白質であって、P.gingivalisの外膜蛋白質に対する免疫応答を惹起させ得る蛋白質のいずれかをコードする塩基配列を含むシャトルベクターであることが好ましい。
さらに、ポリ−γ−グルタミン酸シンテターゼ複合体を構成している遺伝子pgsB、pgsCおよびpgsAのいずれか一つまたは二つ以上を含む表面発現用のベクターを含むシャトルベクターであることが好ましく、特に、P.gingivalisの分子量40−kDaの外膜蛋白質(40−k−OMP)をコードする塩基配列を含むシャトルベクターpKT1/pgsA−pg40であることが好ましい。シャトルベクターpKT1/pgsA−pg40の塩基配列を配列表配列番号2に示した。
As the shuttle vector of the present invention, any shuttle vector that can express an antigen on the surface of lactic acid bacteria can be used. an outer membrane protein (40-k-OMP) having a molecular weight of 40-kDa of gingivalis, a protein comprising the 22-344th amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 of the sequence listing, or the 22-344th sequence shown in SEQ ID NO: 1 of the sequence listing A protein comprising an amino acid sequence having 90% or more identity with the amino acid sequence of A shuttle vector containing a base sequence encoding any protein that can elicit an immune response against the outer membrane protein of gingivalis is preferred.
Furthermore, a shuttle vector comprising a surface expression vector comprising one or more of the genes pgsB, pgsC and pgsA constituting the poly-γ-glutamate synthetase complex is preferred. . A shuttle vector pKT1 / pgsA-pg40 containing a base sequence encoding an outer membrane protein (40-k-OMP) having a molecular weight of 40-kDa of gingivalis is preferable. The base sequence of shuttle vector pKT1 / pgsA-pg40 is shown in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing.

抗原を発現させる乳酸菌としては、人体に安全な乳酸菌であればいずれも用いる事ができる。例えば、Lactococcus属、Streptococcus属、Lactobacillus属、Pediococcus属や、Leuconostoc属等が挙げられ、具体的な種としてLactobacillus acidophillus、Lactobacillus plantrum、Lactobacillus gasseriやLactobacillus casei等が挙げられる。このうち、一般的に広く食品の発酵に使用されており安全性が高いLactobacillus caseiを用いる事が特に好ましい。   As the lactic acid bacterium for expressing the antigen, any lactic acid bacterium that is safe for the human body can be used. Examples include the genus Lactococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Pediococcus, and Leuconostoc, and specific species include Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantus, Lactobacillus, Lactobacillus, and Lactobacillus. Among these, it is particularly preferable to use Lactobacillus casei which is generally widely used for food fermentation and has high safety.

本発明の抗原を発現させた乳酸菌として、具体的にはNITE P−418等が挙げられる。
抗原を発現させた乳酸菌は生菌、死菌のいずれも用いる事ができる。これらの乳酸菌はワクチンとしての効果以外にも、乳酸菌本来が持つ免疫賦活化能や生体に対する効果を付与できるため有用である。
さらに死菌は、このような乳酸菌本来の機能を示しつつ、組換え体が不活化されているため、組換え体による影響を心配する必要がない。また、組換え生物とはみなされないため、カルタへナ法の範疇には入らず、取り扱いが簡単である。
このように本発明の抗原を発現させた乳酸菌は、人体に安全であり、かつ、良い働きをする菌であることから、プロバイオテクス乳酸菌として食品等に利用することもできる。
Specific examples of lactic acid bacteria expressing the antigen of the present invention include NITE P-418.
As the lactic acid bacterium expressing the antigen, either live or dead bacteria can be used. These lactic acid bacteria are useful because they can impart the immunostimulatory ability inherent to the lactic acid bacteria and the effect on the living body in addition to the effect as a vaccine.
Furthermore, dead bacteria do not have to worry about the effects of recombinants because the recombinants are inactivated while exhibiting the original functions of such lactic acid bacteria. In addition, since it is not regarded as a recombinant organism, it does not fall under the category of Cartagena Act and is easy to handle.
Thus, since the lactic acid bacterium expressing the antigen of the present invention is a bacterium that is safe for the human body and works well, it can be used as a probiotic lactic acid bacterium for foods and the like.

本発明のワクチンは、抗原を発現させた乳酸菌をそのまま用いる事ができる。また、必要に応じて、液剤、懸濁剤、粉末剤等に製剤化したものを本発明のワクチンとして用いることもできる。液剤としては、抗原を発現させた乳酸菌を精製水、緩衝液などに溶解したものなどが挙げられる。懸濁剤としては、抗原を発現させた乳酸菌をメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ゼラチン、カゼインなどと一緒に精製水、緩衝液などに懸濁させたものなどが挙げられる。粉末剤としては、抗原を発現させた乳酸菌をメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースなどとともによく混合したものなどが挙げられる。これらの製剤には、通常使用されている吸収促進剤、界面活性剤、保存剤、安定化剤、防湿剤、保湿剤、溶解剤などを必要に応じて添加することができる。   In the vaccine of the present invention, lactic acid bacteria expressing an antigen can be used as they are. Moreover, what was formulated into the liquid agent, the suspension agent, the powder agent etc. can also be used as a vaccine of this invention as needed. Examples of the solution include those obtained by dissolving lactic acid bacteria expressing an antigen in purified water, a buffer solution or the like. Examples of the suspending agent include suspending lactic acid bacteria expressing an antigen in purified water, buffer solution, etc. together with methylcellulose, hydroxymethylcellulose, polyvinylpyrrolidone, gelatin, casein and the like. Examples of the powder include those obtained by thoroughly mixing lactic acid bacteria expressing an antigen together with methylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose and the like. In these preparations, absorption promoters, surfactants, preservatives, stabilizers, moisture-proofing agents, moisturizing agents, solubilizing agents and the like that are usually used can be added as necessary.

本発明のワクチンは、経粘膜投与用であり、経鼻または経口により投与することが好ましい。経鼻または経口投与は、従来の注射免疫と比べて次の1)〜3)のメリットを有するため好ましい。1)血清中に抗体応答が誘導される以外に、唾液等の分泌液中にも抗体応答が誘導される。病原性微生物の侵入経路が分泌液を産生する粘膜組織であることを考えると、微生物の侵入を入口で阻止できることになり有用である。2)注射免疫の場合に発生する可能性のある針刺し事故、重篤な副作用等を避けることができる。3)注射ワクチンでは滅菌注射筒、注射針等の準備が必要であるが、それに比べてワクチン接種が簡便である。
さらに、経鼻投与は生体の反応性・感度が高いという点で好ましく、経口投与は利便性が高いという点で好ましい。本発明のワクチンは、通常、液状あるいは粉末状の形態で、鼻腔内あるいは口腔内に滴下、噴霧あるいはスプレーすることにより投与することができる。
The vaccine of the present invention is for transmucosal administration, and is preferably administered nasally or orally. Nasal or oral administration is preferable because it has the following merits 1) to 3) compared to conventional injection immunization. 1) In addition to inducing an antibody response in serum, an antibody response is also induced in secretions such as saliva. Considering that the invasion route of pathogenic microorganisms is mucosal tissue producing secretory fluid, it is useful because it is possible to prevent the invasion of microorganisms at the entrance. 2) A needle stick accident and serious side effects that may occur in the case of injection immunization can be avoided. 3) Injectable vaccines require preparation of sterile syringes, injection needles, etc., but vaccination is simpler than that.
Furthermore, nasal administration is preferable in terms of high reactivity and sensitivity of the living body, and oral administration is preferable in terms of high convenience. The vaccine of the present invention can be administered by dropping, spraying or spraying in the nasal cavity or oral cavity, usually in liquid or powder form.

本発明のワクチンは、投与する対象、投与方法、投与形態等によって異なるが、通常成人1人当たり、一回100mg〜5000mgの範囲、好ましくは100mg〜1000mgの範囲で、数週間から数ヶ月に亘って、12回〜15回投与することが好ましい。
本発明のワクチンは、経粘膜投与することにより、唾液、鼻腔液等および血清の双方に外膜蛋白質特異的抗体の産生が誘導され、さらには、産生されたこれらの特異的抗体は、歯周病の発症および進展に深く関わっているP.gingivalisの赤血球凝集活性を有意に阻害する。従って、本発明のワクチンは、歯周病の予防または治療用の粘膜免疫ワクチンとして極めて有効である。
The vaccine of the present invention varies depending on the subject to be administered, the administration method, the dosage form, etc., but usually in the range of 100 mg to 5000 mg, preferably in the range of 100 mg to 1000 mg once per adult, for several weeks to several months. It is preferable to administer 12 to 15 times.
The transmucosal administration of the vaccine of the present invention induces the production of outer membrane protein-specific antibodies in both saliva, nasal fluid, etc. and serum, and these specific antibodies produced are P. is deeply involved in the onset and progression of the disease. significantly inhibits the hemagglutination activity of gingivalis. Therefore, the vaccine of the present invention is extremely effective as a mucosal immunization vaccine for prevention or treatment of periodontal disease.

以下、実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to these.

<経粘膜投与用ワクチンの作製>
次の1〜5または1〜6の工程により、P.gingivalisの外膜蛋白質に対する免疫応答を惹起させ得る抗原を発現した乳酸菌を得て、これを有効成分とするワクチンを作製した。
<Preparation of vaccine for transmucosal administration>
By the following steps 1-5 or 1-6, P.I. A lactic acid bacterium expressing an antigen capable of eliciting an immune response against the outer membrane protein of gingivalis was obtained, and a vaccine comprising this as an active ingredient was prepared.

1.大腸菌−乳酸菌用シャトルベクターpLCE3の作製
大腸菌/乳酸菌シャトルベクターの構築のために、大腸菌レプリコンpMβ1とエリスロマイシン耐性遺伝子(Erm)を含有する領域をpLC494由来(特願2005−278830:出願人岡山大学・ジェノラックBL)の反復領域およびrepA遺伝子と連結した。
構築した大腸菌/乳酸菌シャトルベクターをヒートショック法で大腸菌(DH5α)へ形質転換し、その後アルカリ溶解法によって単離した。この大腸菌/乳酸菌シャトルベクターをpLCE3と命名し、図1a.に示した。pLCE3ベクターの塩基配列は配列表配列番号3に示した。
1. Preparation of E. coli-lactic acid bacteria shuttle vector pLCE3 For the construction of the E. coli / lactic acid bacteria shuttle vector, a region containing E. coli replicon pMβ1 and erythromycin resistance gene (Erm) was derived from pLC494 (Japanese Patent Application No. 2005-278830: Applicant Okayama University, Geno) (Lack BL) and the repA gene.
The constructed E. coli / lactic acid bacteria shuttle vector was transformed into E. coli (DH5α) by the heat shock method, and then isolated by the alkaline lysis method. This E. coli / lactic acid bacteria shuttle vector was named pLCE3, and FIG. It was shown to. The base sequence of the pLCE3 vector is shown in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing.

2.形質転換ベクターの構築
Bacillus属菌株由来のポリγグルタミン酸合成に関与する細胞外膜タンパク質の遺伝子(pgsBCA)のうちpgsA(特表2005−050001号公報)を用いて、歯周病菌のタンパク質抗原pg40を表層発現させることのできる形質転換ベクターを構築した。
まず、ポリγグルタミン酸合成遺伝子の1つであるpgsA遺伝子を含む発現カセットP−ldh UTLS(神戸大学より分譲を受けた)−pgsA−linker領域を鋳型とし、配列表配列番号4に記載のオリゴヌクレオチドおよび配列表配列番号5に記載のオリゴヌクレオチドを各プライマーとして用いたPCR反応〔95℃・5分/(95℃・1分/55℃・30秒/72℃・30秒:30サイクル)/72℃・1分/15℃〕を行った。増幅させた遺伝子領域の両端は、両プライマーにて制限酵素HindIIIとSacIの認識配列を含有するように構成した。反応終了後はNucleospin Extact Kit(MACHEREY−NAGEL社)を用いて増幅断片を精製し、制限酵素HindIIIとSacIで消化した。その後、同じ制限酵素で処理したpLCE3へ導入し、大腸菌DH5αに形質転換した。この形質転換ベクターをpKT1と命名し、図1b.に示した。
2. Construction of Transformation Vector Using pgsA (Japanese Translation of PCT International Publication No. 2005-050001) of the extracellular membrane protein gene (pgsBCA) involved in the synthesis of polyγ-glutamic acid derived from Bacillus sp. A transformation vector capable of surface expression was constructed.
First, an expression cassette P-ldh UTLS (distributed from Kobe University) -pgsA-linker region containing the pgsA gene, which is one of the poly-gamma glutamate synthesis genes, and the oligonucleotide described in SEQ ID NO: 4 in the Sequence Listing PCR reaction using the oligonucleotide shown in SEQ ID NO: 5 as each primer [95 ° C, 5 minutes / (95 ° C, 1 minute / 55 ° C, 30 seconds / 72 ° C, 30 seconds: 30 cycles) / 72 ° C. 1 minute / 15 ° C]. Both ends of the amplified gene region were configured to contain restriction enzyme HindIII and SacI recognition sequences with both primers. After completion of the reaction, the amplified fragment was purified using Nucleospin Exact Kit (MACHEREY-NAGEL) and digested with restriction enzymes HindIII and SacI. Thereafter, it was introduced into pLCE3 treated with the same restriction enzyme and transformed into E. coli DH5α. This transformation vector was named pKT1, and FIG. It was shown to.

3.シャトルベクターpKT1/pgsA−pg40の構築
次に、40−k−OMPをコードするpg40遺伝子を鋳型として使用し、配列表配列番号6に記載のオリゴヌクレオチドおよび配列表配列番号7に記載のオリゴヌクレオチドを各プライマーとして用いたPCR反応〔95℃・5分/(95℃・1分/55℃・30秒/72℃・2分:30サイクル)/72℃・2分/15℃〕を行った。鋳型として用いた40−k−OMPをコードするpg40遺伝子の塩基配列を配列表配列番号8に示した。
増幅させた遺伝子領域の両端は、両プライマーにて制限酵素BamHIとXbaIの認識配列を含有するように構成した。反応終了後はNucleospin Extact Kit(MACHEREY−NAGEL社)を用いて増幅断片を精製し、制限酵素BamHIとXbaIで消化した。その後、同じ制限酵素で処理したpKT1へ導入し、シャトルベクターを構築した。構築されたシャトルベクターは、pKT1/pgsA−pg40と命名し、図2に示した。このシャトルベクターpKT1/pgsA−pg40の塩基配列は配列表配列番号2に示した。
構築したシャトルベクターpKT1/pgsA−pg40をヒートショック法にて大腸菌DH5αに形質転換した。得られた形質転換株をLB液体培地で培養し、菌体を回収後、Wizeard (登録商標)Plus SV Miniprepsp(Promega社)にてシャトルベクターpKT1/pgsA−pg40を抽出した。
3. Construction of Shuttle Vector pKT1 / pgsA-pg40 Next, using the pg40 gene encoding 40-k-OMP as a template, the oligonucleotide shown in SEQ ID NO: 6 and the oligonucleotide shown in SEQ ID NO: 7 were used. PCR reaction [95 ° C., 5 minutes / (95 ° C., 1 minute / 55 ° C., 30 seconds / 72 ° C., 2 minutes: 30 cycles) / 72 ° C., 2 minutes / 15 ° C.] used as each primer was performed. The base sequence of the pg40 gene encoding 40-k-OMP used as a template is shown in SEQ ID NO: 8 in Sequence Listing.
Both ends of the amplified gene region were configured to contain restriction enzyme BamHI and XbaI recognition sequences with both primers. After completion of the reaction, the amplified fragment was purified using Nucleospin Exact Kit (MACHEREY-NAGEL) and digested with restriction enzymes BamHI and XbaI. Thereafter, the vector was introduced into pKT1 treated with the same restriction enzyme to construct a shuttle vector. The constructed shuttle vector was named pKT1 / pgsA-pg40 and is shown in FIG. The base sequence of this shuttle vector pKT1 / pgsA-pg40 is shown in SEQ ID NO: 2 in the Sequence Listing.
The constructed shuttle vector pKT1 / pgsA-pg40 was transformed into E. coli DH5α by the heat shock method. The obtained transformant was cultured in an LB liquid medium, and the cells were collected, and then the shuttle vector pKT1 / pgsA-pg40 was extracted with Wizard (registered trademark) Plus SV Miniprepsp (Promega).

4.乳酸菌の形質転換
上記3.にて抽出したシャトルベクターpKT1/pgsA−pg40を、種々のプロトコール(Berthier,F.ら、Coffey,A.ら、GASS ON,M.J.ら、Serror,P.ら、)に従って、エレクトロポレーションによって、Lb.casei L−49株へ形質転換を行った。
即ち、DNAとコンピテント乳酸菌とを混合し、これらを氷上で30秒間維持した。形質転換する細胞試料を0.1cmキュベット(Bio−Rad)に移し、そしてジーンパルサー(ピーク電圧1.5kV;静電容量25uF;抵抗200Ω;Bio−Rad)で形質転換した。次いで形質転換した乳酸菌を20ug/mlエリスロマイシンを含有するMRS寒天培地上に播種し、生細胞を選抜した。形質転換で得られた乳酸菌のコロニーは、コロニーPCRによりシャトルベクターpKT1/pgsA−pg40の導入が確認された。
4). Transformation of lactic acid bacteria 3. The shuttle vector pKT1 / pgsA-pg40 extracted in (1) was electroporated according to various protocols (Bertier, F. et al., Coffey, A. et al., GASS ON, MJ et al., Serror, P. et al.). Lb. Casei L-49 was transformed.
That is, DNA and competent lactic acid bacteria were mixed and maintained on ice for 30 seconds. Cell samples to be transformed were transferred to a 0.1 cm cuvette (Bio-Rad) and transformed with a gene pulser (peak voltage 1.5 kV; capacitance 25 uF; resistance 200Ω; Bio-Rad). Subsequently, the transformed lactic acid bacteria were seeded on an MRS agar medium containing 20 ug / ml erythromycin, and viable cells were selected. The introduction of the shuttle vector pKT1 / pgsA-pg40 was confirmed in the colonies of lactic acid bacteria obtained by transformation by colony PCR.

5.pgsA−pg40の発現確認
pKT1/pgsA−pg40形質転換株のタンパク質発現を確認するためにウエスタンブロッティング法を実施した。
まず、上記4.で得られた形質転換体をMRS液体培地で37℃の設定温度で24時間培養し、7000rpm,10分間の遠心分離にて菌体を回収した。回収した菌体はPBS緩衝液にて洗浄後、超音波破砕機(出力4、2分間×2回/トミー精工社)にて破砕した。その破砕液をサンプルバッファーに懸濁後100℃で10分間熱変性させSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動した。電気泳動後、PVDFメンブラン(Millipore社)に転写した。PVDFメンブランをブロッキング緩衝溶液(PBS、5%スキムミルク)で1時間振とうし、ブロッキングさせた後、pg40ポリクローナル抗体(日本大学より分譲を受けた)を1次抗体として37℃で1時間反応させた。反応終了後、メンブランをTBST緩衝溶液にて洗浄し、ビオチン標識された抗ラビットIgG抗体(Vector社)を2次抗体として37℃で1時間反応させた。反応終了後、メンブランを洗浄しVectastain ABC Kit standard(Vector社)にてアビジン化し、さらにPeroxidase substrate kit DAB/Ni substrate(Vector社)にて発色させpgsA−pg40融合タンパク質の発現を確認した。結果を図3に示した。
上記1〜5の工程によって得られたpKT1/pgsA−pg40形質転換株をそのまま(生菌)、または死菌としてワクチンに用いた。この株の死菌化工程は、以下6.に示した。
5). Confirmation of expression of pgsA-pg40 Western blotting was performed to confirm protein expression of the pKT1 / pgsA-pg40 transformant.
First, the above 4. The transformant obtained in the above was cultured in an MRS liquid medium at a set temperature of 37 ° C. for 24 hours, and the cells were collected by centrifugation at 7000 rpm for 10 minutes. The collected cells were washed with a PBS buffer, and then crushed with an ultrasonic crusher (output 4, 2 minutes × twice / Tomy Seiko Co., Ltd.). The disrupted solution was suspended in a sample buffer, heat denatured at 100 ° C. for 10 minutes, and subjected to SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. After electrophoresis, it was transferred to a PVDF membrane (Millipore). The PVDF membrane was shaken with blocking buffer solution (PBS, 5% skim milk) for 1 hour to block, and then reacted with pg40 polyclonal antibody (received by Nihon University) at 37 ° C. for 1 hour as the primary antibody. . After completion of the reaction, the membrane was washed with a TBST buffer solution and reacted with biotin-labeled anti-rabbit IgG antibody (Vector) at 37 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, the membrane was washed, avidinized with Vectastein ABC Kit standard (Vector), and further developed with Peroxidase substrate kit DAB / Ni substrate (Vector) to confirm the expression of pgsA-pg40 fusion protein. The results are shown in FIG.
The pKT1 / pgsA-pg40 transformed strain obtained by the above steps 1 to 5 was used in the vaccine as it was (live bacteria) or as dead bacteria. The killing process of this strain is described in the following 6. It was shown to.

6.pKT1/pgsA−pg40形質転換株の死菌化
上記1〜5の工程によって得られたpKT1/pgsA−pg40形質転換株は、特開2007−131610号公報に記載の方法により死菌化した。即ち、乳酸菌の基本培地に0.1〜1重量%の界面活性剤および0.01〜0.1重量%の炭酸塩を加え、培養時に培養液のpHを6.0〜7.0に保持しながら培養した後、培養液を80〜120℃において5〜30分間熱処理することで死菌化した。
6). Death of the pKT1 / pgsA-pg40 transformed strain The pKT1 / pgsA-pg40 transformed strain obtained by the above steps 1 to 5 was killed by the method described in JP-A No. 2007-131610. That is, 0.1 to 1% by weight of a surfactant and 0.01 to 0.1% by weight of carbonate are added to the basic medium of lactic acid bacteria, and the pH of the culture solution is maintained at 6.0 to 7.0 during culture After culturing, the culture was killed by heat treatment at 80 to 120 ° C. for 5 to 30 minutes.

<経粘膜投与用ワクチンの免疫応答誘導能の確認>
1.材料と方法
1)マウス
マウス(BALB/C)8週齢雌は、三協ラボサービス株式会社から購入した。
2)経粘膜投与用ワクチン
上記の実施例1で作製したpKT1/pgsA−pg40形質転換株の死菌の凍結乾燥標品をワクチンとして用いた。
3)免疫方法
BALB/Cマウスに、粘膜免疫投与用ワクチン(以下、BLS(PG40)とする)(1mg/20μl)を溶解したリン酸緩衝液をマウスの鼻腔に片鼻10μlずつ滴下して、週3回(3日連続)、計12〜15回投与した。コントロールとして形質転換していないLb.casei L−49株(以下、BLSとする)を用い、比較として40−k−OMP(以下、PG40とする)を用いてマウスの鼻腔に同様に投与した。
<Confirmation of ability to induce immune response of vaccine for transmucosal administration>
1. Materials and Methods 1) Mouse Mouse (BALB / C) 8 week old female was purchased from Sankyo Lab Service Co., Ltd.
2) Vaccine for transmucosal administration A freeze-dried preparation of a dead strain of the pKT1 / pgsA-pg40 transformed strain prepared in Example 1 above was used as a vaccine.
3) Immunization method To a BALB / C mouse, a phosphate buffer solution in which a vaccine for mucosal immunity administration (hereinafter referred to as BLS (PG40)) (1 mg / 20 μl) is dissolved is dropped into the nasal cavity of the mouse 10 μl per nose. Administration was performed 12 to 15 times, 3 times a week (3 consecutive days). Untransformed Lb. Casei L-49 strain (hereinafter referred to as “BLS”) was used, and 40-k-OMP (hereinafter referred to as “PG40”) was used for comparison, and the same was administered to the nasal cavity of mice.

4)特異的抗体の検出
BLS(PG40)で免疫したマウスの唾液における抗原特異的IgA抗体価、また、血清における抗原特異的IgAおよびIgG抗体価をEnzyme−linked immunosorbent assay(ELISA)法を用いて測定した。抗体価は、免疫群(BLS(PG40)またはPG40)とコントロール群(BLS)を段階希釈して各ウェルの吸光度を比較し、値の差が0.1以上を示したウェルの最大希釈濃度とした。抗原特異的な抗体産生細胞数は、Enzyme−linkedImmunospot(ELISPOT)法を用いて測定した。各ウェルのスポット数を顕微鏡(OLIMPUS SZH10)にて算定した。
4) Detection of specific antibody The antigen-specific IgA antibody titer in the saliva of mice immunized with BLS (PG40), and the antigen-specific IgA and IgG antibody titers in serum were measured using the Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) method. It was measured. The antibody titer was determined by serially diluting the immune group (BLS (PG40) or PG40) and the control group (BLS) and comparing the absorbance of each well. did. The number of antigen-specific antibody-producing cells was measured using the Enzyme-linked Immunospot (ELISPOT) method. The number of spots in each well was calculated with a microscope (OLIMPUS SZH10).

5)唾液腺からのリンパ球の分離調整
免疫したマウスから摘出した唾液腺を、コラゲナーゼ(0.3mg/ml)を含むRPMI 1640で37℃、20分、3回処理し、得られた細胞浮遊液を400×g、8分間遠心沈殿した。次に、100%Percoll溶液(Pharmacia)を、2%NBSを含むRPMI1640で希釈し、50% Percoll溶液に調整して細胞を浮遊させた。また、75% Percoll溶液を調整した後、75% Percoll溶液に50% Percoll溶液を重層し、20℃で600×g、20分間遠心沈殿させた。その後、75% Percoll溶液と50% Percoll溶液の間の層からリンパ球を分離、洗浄し、トリパンブルーを加え、血球算定板にてリンパ球を測定した。得られたリンパ球は、2%NBSを含むRPMI 1640に浮遊させ400×g、8分間遠心沈殿した。洗浄後、血球算定板にてリンパ球数を測定した。
5) Separation and adjustment of lymphocytes from salivary glands Salivary glands extracted from immunized mice were treated with RPMI 1640 containing collagenase (0.3 mg / ml) three times at 37 ° C. for 20 minutes, and the resulting cell suspension was used. Centrifuged at 400 × g for 8 minutes. Next, 100% Percoll solution (Pharmacia) was diluted with RPMI 1640 containing 2% NBS, adjusted to 50% Percoll solution, and the cells were suspended. In addition, after adjusting the 75% Percoll solution, the 75% Percoll solution was overlaid with the 50% Percoll solution, and centrifuged at 20 ° C. at 600 × g for 20 minutes. Thereafter, lymphocytes were separated from the layer between the 75% Percoll solution and the 50% Percoll solution, washed, trypan blue was added, and lymphocytes were measured with a hemocytometer. The obtained lymphocytes were suspended in RPMI 1640 containing 2% NBS and centrifuged at 400 × g for 8 minutes. After washing, the number of lymphocytes was measured with a hemocytometer.

2.結果
1)特異的抗体産生能
BLS(PG40)の経鼻免疫によって、粘膜系で抗原特異的な免疫応答が効果的に誘導されているかを測定するために、BLS(PG40)を週3回(3日連続)、計12〜15回経鼻投与し、最初に投与した日から3週間経過後、4週間経過後および5週間経過後の唾液中の抗原特異的なIgA抗体価を、ELISA法を用いて測定した結果を図4a.に示した。
図4a.から分かるように、PG40で免疫した群の唾液中には、抗体価の上昇は認められなかった。しかしながら、BLS(PG40)で免疫した群の唾液中には顕著な抗原特異的抗体価が検出された。
BLS(PG40)で免疫した群の抗原特異的抗体価は、アジュバントとしてコレラ毒素を用いた40−k−OMPのワクチンと同程度の免疫増強効果を示していることから(参考文献、図1A参照)、本発明のBLS(PG40)が、アジュバントとしてコレラ毒素を用いた従来のワクチンと同程度の免疫増強効果を維持していることが確認された。
また、経鼻免疫したマウスの血清中の抗原特異的抗体価の測定結果を図5に示した。図5から分かるように、PG40で免疫した群、BLS(PG40)で免疫した群ともに血清中に抗原特異的IgG、IgA抗体価の上昇が認められた。なお、図4a.および図5は、1群4匹のマウスを用いて計3回行った時の平均値および標準偏差を示している。
参考文献:特開2003−286191号公報
2. Results 1) Specific antibody production ability BLS (PG40) was administered three times a week in order to determine whether the antigen-specific immune response was effectively induced in the mucosal system by nasal immunization with BLS (PG40) ( (3 consecutive days), nasally administered a total of 12 to 15 times, and after 3 weeks, 4 weeks and 5 weeks after the first administration, the antigen-specific IgA antibody titer in saliva was determined by ELISA. The results of measurement using FIG. It was shown to.
Figure 4a. As can be seen, no increase in antibody titer was observed in the saliva of the group immunized with PG40. However, a significant antigen-specific antibody titer was detected in the saliva of the group immunized with BLS (PG40).
The antigen-specific antibody titer of the group immunized with BLS (PG40) shows an immunopotentiating effect comparable to that of a 40-k-OMP vaccine using cholera toxin as an adjuvant (see reference, FIG. 1A). ), It was confirmed that the BLS (PG40) of the present invention maintained the same level of immunopotentiating effect as a conventional vaccine using cholera toxin as an adjuvant.
Moreover, the measurement result of the antigen-specific antibody titer in the serum of the mouse immunized intranasally is shown in FIG. As can be seen from FIG. 5, both the group immunized with PG40 and the group immunized with BLS (PG40) showed an increase in antigen-specific IgG and IgA antibody titers in the serum. Note that FIG. FIG. 5 shows the average value and standard deviation when the test was performed 3 times in total using 4 mice per group.
Reference: JP 2003-286191 A

2)抗原特異的抗体産生細胞数の測定
BLS(PG40)の経鼻免疫によって得られた唾液中のIgA抗体が唾液腺由来の抗体産生細胞から誘導されたものであるか、あるいは血清からのコンタミネーションであるかを明確にするために、BLS(PG40)を週3回(3日連続)、計12〜15回経鼻投与し、最初に投与した日から5週間経過後の唾液腺の抗原特異的抗体産生細胞数の測定をELISPOT法により行った結果を図4b.に示した。コントロールとしてBLS、比較としてPG40を用いた。
図4b.から分かるように、BLS(PG40)で免疫した群の唾液腺内に、顕著な数の抗原特異的IgA抗体産生細胞が検出された。なお、図4b.は、1群4匹のマウスを用いて計3回行った時の平均値および標準偏差を示している。
BLS(PG40)で免疫した群の抗原特異的抗体産生細胞数は、アジュバントとしてコレラ毒素を用いた40−k−OMPのワクチンを用いた場合の唾液腺における抗原特異的抗体産生細胞数と同程度であることから(参考文献、図2A参照)、本発明のBLS(PG40)が、アジュバントとしてコレラ毒素を用いた従来のワクチンと同程度の免疫増強効果を維持していることが確認された。
2) Measurement of the number of antigen-specific antibody-producing cells Whether the IgA antibody in saliva obtained by nasal immunization with BLS (PG40) is derived from salivary gland-derived antibody-producing cells, or contamination from serum In order to clarify whether or not BLS (PG40) is administered nasally 3 times a week (3 consecutive days), a total of 12 to 15 times, antigen-specific salivary glands 5 weeks after the first administration The results of measuring the number of antibody-producing cells by the ELISPOT method are shown in FIG. It was shown to. BLS was used as a control and PG40 was used as a comparison.
Figure 4b. As can be seen, a significant number of antigen-specific IgA antibody-producing cells were detected in the salivary glands of the group immunized with BLS (PG40). 4b. Shows the average value and standard deviation when the test was performed 3 times in total using 4 mice per group.
The number of antigen-specific antibody-producing cells in the group immunized with BLS (PG40) is similar to the number of antigen-specific antibody-producing cells in the salivary gland when a 40-k-OMP vaccine using cholera toxin as an adjuvant is used. As a result (see reference, FIG. 2A), it was confirmed that the BLS (PG40) of the present invention maintained the same level of immunopotentiating effect as a conventional vaccine using cholera toxin as an adjuvant.

<P.gingivalisの赤血球凝集活性に対する阻害効果の確認>
1.材料と方法
1)ベジクルの採取
P.gingivalis 381を培養し、ベジクルを含む培養上清を採取してultrafiltration system (Millipore Co.)にて濃縮した。濃縮後、0.5 mMのdithiothreitolを含む50 mM Tris−HClで透析し、遠心沈澱にてベジクルを回収した。
2)抗体の精製
マウスの血清からHiTrap(登録商標)protein G HP column (Amersham Biosciences)を用いて、IgG抗体(以下、BLS+PG40とする)を精製した。
<P. Confirmation of inhibitory effect of gingivalis on hemagglutination activity>
1. Materials and Methods 1) Collection of vesicles gingivalis 381 was cultured, and the culture supernatant containing the vesicles was collected and concentrated with an ultrafiltration system (Millipore Co.). After concentration, the mixture was dialyzed against 50 mM Tris-HCl containing 0.5 mM dithiothreitol, and vesicles were collected by centrifugal precipitation.
2) Antibody Purification IgG antibody (hereinafter referred to as BLS + PG40) was purified from mouse serum using HiTrap (registered trademark) protein G HP column (Amersham Biosciences).

3)赤血球凝集試験
96穴マイクロタイタープレートのウェルに各濃度(0、50、100、150μg/ml)のBLS+PG40によって37℃で1時間、前培養したベジクル浮遊液(0.5μg/50μl)と1%マウス赤血球浮遊液(50μl)を混和後、37℃で1時間培養した。培養後のウェル内の赤血球凝集の有無を確認した。
3) Hemagglutination test A well of vesicle suspension (0.5 μg / 50 μl) pre-cultured with BLS + PG40 at each concentration (0, 50, 100, 150 μg / ml) at 37 ° C. for 1 hour in a well of a 96-well microtiter plate and 1 % Mouse erythrocyte suspension (50 μl) was mixed and cultured at 37 ° C. for 1 hour. The presence or absence of erythrocyte aggregation in the well after culture was confirmed.

2.結果
凝集試験の結果を図6に示した。図6から分かるように、BLS+PG40を無添加または50μl添加した場合赤血球は凝集されるが、BLS+PG40を100または150μl添加した場合には赤血球の凝集が起こらなかった。従って、BLS+PG40は、P.gingivalisの赤血球凝集活性を阻害することが明らかにされた。
2. Results The results of the aggregation test are shown in FIG. As can be seen from FIG. 6, red blood cells were aggregated when BLS + PG40 was not added or 50 μl was added, but when 100 or 150 μl of BLS + PG40 was added, red blood cell aggregation did not occur. Thus, BLS + PG40 is It has been shown to inhibit the hemagglutination activity of gingivalis.

以上より、本発明のワクチンは経粘膜投与することにより、血清のIgG、IgA抗体価を上昇させ、また、唾液中の抗原特異的IgA抗体価を上昇させる効果を示した。そして、誘導された抗原特異的抗体はP.gingivalisの赤血球凝集活性を顕著に抑制することから、歯周病の予防または治療に有効なワクチンであるといえる。   From the above, the vaccine of the present invention showed the effects of increasing the serum IgG and IgA antibody titers and increasing the antigen-specific IgA antibody titer in saliva by transmucosal administration. And the induced antigen-specific antibody is P.I. Since it significantly suppresses the hemagglutination activity of gingivalis, it can be said to be an effective vaccine for the prevention or treatment of periodontal disease.

本発明により得られたワクチンは、人体への安全性が高く、歯周病の予防または治療用のワクチンとして有用である。   The vaccine obtained by the present invention has high safety to the human body and is useful as a vaccine for the prevention or treatment of periodontal disease.

a.シャトルベクターpLCE3を示した図である(実施例1)。b.発現ベクターpKT1を示した図である(実施例1)。a. FIG. 3 shows shuttle vector pLCE3 (Example 1). b. It is the figure which showed expression vector pKT1 (Example 1). シャトルベクターpKT1/pgsA−pg40を示した図である(実施例1)。FIG. 1 shows shuttle vector pKT1 / pgsA-pg40 (Example 1). pgsA−pg40融合タンパク質の発現を確認した図である(実施例1)。(Example 1) which confirmed the expression of pgsA-pg40 fusion protein. a.抗原特異的抗体産生能を示した図である(実施例2)。b.抗原特異的抗体産生細胞数を示した図である(実施例2)。a. It is the figure which showed the antigen specific antibody production ability (Example 2). b. It is the figure which showed the antigen specific antibody producing cell number (Example 2). 抗原特異的抗体産生能を示した図である(実施例2)。It is the figure which showed the antigen specific antibody production ability (Example 2). P.gingivalisの赤血球凝集活性に対する阻害効果を示した図である(実施例3)。P. It is the figure which showed the inhibitory effect with respect to hemagglutination activity of gingivalis (Example 3).

Claims (12)

抗原を発現させた乳酸菌を含む歯周病の予防または治療のための経粘膜投与用ワクチンであって、該抗原がPorphyromonas gingivalisの外膜蛋白質に対する免疫応答を惹起させ得る抗原である、歯周病の予防または治療のための経粘膜投与用ワクチン。 Periodontal disease, which is a vaccine for transmucosal administration for the prevention or treatment of periodontal disease including lactic acid bacteria expressing an antigen, wherein the antigen is an antigen that can elicit an immune response against the outer membrane protein of Porphyromonas gingivalis Vaccine for transmucosal administration for the prevention or treatment of cancer. 抗原が、次の1)〜3)のいずれかに記載の蛋白質である請求項1に記載のワクチン。
1)Porphyromonas gingivalisの分子量40−kDaの外膜蛋白質(40−k−OMP)
2)配列表の配列番号1に示す22〜344番目のアミノ酸配列からなる蛋白質
3)配列表の配列番号1に示す22〜344番目のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなる蛋白質であって、Porphyromonas gingivalisの外膜蛋白質に対する免疫応答を惹起させ得る蛋白質
The vaccine according to claim 1, wherein the antigen is the protein according to any one of 1) to 3) below.
1) Porphyromonas gingivalis outer membrane protein with a molecular weight of 40-kDa (40-k-OMP)
2) a protein comprising the 22-344th amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing 3) consisting of an amino acid sequence having 90% or more identity with the 22-344th amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing A protein that is capable of inducing an immune response to an outer membrane protein of Porphyromonas gingivalis
乳酸菌がLactobacillus caseiである請求項1または2に記載のワクチン。 The vaccine according to claim 1 or 2, wherein the lactic acid bacterium is Lactobacillus casei. 抗原を発現させた乳酸菌がNITE P−418である請求項1〜3のいずれかに記載のワクチン。 The vaccine according to any one of claims 1 to 3, wherein the lactic acid bacterium expressing the antigen is NITE P-418. 抗原を発現させた乳酸菌が死菌または生菌である請求項1〜4のいずれかに記載のワクチン。 The vaccine according to any one of claims 1 to 4, wherein the lactic acid bacterium expressing the antigen is dead or live. Porphyromonas gingivalisの赤血球凝集活性を阻害する、歯周病の予防または治療のための請求項1〜5のいずれかに記載のワクチン。 The vaccine according to any one of claims 1 to 5 for preventing or treating periodontal disease, which inhibits hemagglutination activity of Porphyromonas gingivalis. 経鼻投与用である請求項1〜6のいずれかに記載のワクチン。 The vaccine according to any one of claims 1 to 6, which is for intranasal administration. 請求項1〜7のいずれかに記載のワクチンを用いる歯周病の予防または治療方法。 The prevention or treatment method of periodontal disease using the vaccine in any one of Claims 1-7. 次の1)〜3)のいずれかに記載の蛋白質をコードする塩基配列を含むシャトルベクター。
1)Porphyromonas gingivalisの分子量40−kDaの外膜蛋白質(40−k−OMP)
2)配列表の配列番号1に示す22〜344番目のアミノ酸配列からなる蛋白質
3)配列表の配列番号1に示す22〜344番目のアミノ酸配列と90%以上の同一性を有するアミノ酸配列からなる蛋白質であって、Porphyromonas gingivalisの外膜蛋白質に対する免疫応答を惹起させ得る蛋白質
A shuttle vector comprising a base sequence encoding the protein according to any one of 1) to 3) below.
1) Porphyromonas gingivalis outer membrane protein with a molecular weight of 40-kDa (40-k-OMP)
2) a protein comprising the 22-344th amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing 3) consisting of an amino acid sequence having 90% or more identity with the 22-344th amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing A protein that is capable of inducing an immune response to an outer membrane protein of Porphyromonas gingivalis
ポリ−γ−グルタミン酸シンテターゼ複合体を構成している遺伝子pgsB、pgsCおよびpgsAのいずれか一つまたは二つ以上を含む表面発現用のベクターを含む請求項9に記載のシャトルベクター。 The shuttle vector according to claim 9, further comprising a surface expression vector containing any one or more of genes pgsB, pgsC and pgsA constituting the poly-γ-glutamate synthetase complex. Porphyromonas gingivalisの分子量40−kDaの外膜蛋白質(40−k−OMP)をコードする塩基配列を含むシャトルベクターpKT1/pgsA−pg40。 A shuttle vector pKT1 / pgsA-pg40 comprising a base sequence encoding an outer membrane protein (40-k-OMP) having a molecular weight of 40-kDa of Porphyromonas gingivalis. 配列表配列番号2に記載の塩基配列からなる請求項11に記載のシャトルベクターpKT1/pgsA−pg40。 The shuttle vector pKT1 / pgsA-pg40 according to claim 11, which comprises the base sequence set forth in SEQ ID NO: 2 in the sequence listing.
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