食品を介する伝達性海綿状脳症のリスクと対策等に関する研究　

文献情報

文献番号
201327003A
報告書区分
総括
研究課題名
食品を介する伝達性海綿状脳症のリスクと対策等に関する研究　
課題番号
H23-食品-一般-005
研究年度
平成25(2013)年度
研究代表者(所属機関)
堀内　基広　(北海道大学　大学院獣医学研究科)
研究分担者(所属機関)
  • 新　竜一郎(長崎大学　大学院医歯薬学総合研究科)
  • 北本　哲之(東北大学　大学院医学系研究科)
  • 坂口　末廣(徳島大学　疾患酵素学研究センター)
  • 柴田　宏昭(独立行政法人医薬基盤研究所　霊長類医科学研究センター)
  • 堂浦　克美(東北大学　大学院医学系研究科)
  • 飛梅　実(国立感染症研究所)
  • 萩原　健一(国立感染症研究所)
  • 福田　茂夫(北海道総合研究機構　畜産試験場)
  • 室井　喜景(帯広畜産大学　畜産学部)
  • 村山　裕一(独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構　動物衛生研究所)
  • 横山　隆(独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構　動物衛生研究所)
研究区分
厚生労働科学研究費補助金 健康安全確保総合研究 食品の安全確保推進研究
研究開始年度
平成23(2011)年度
研究終了予定年度
平成25(2013)年度
研究費
42,000,000円
研究者交替、所属機関変更
-

研究報告書（概要版）

研究目的
大きな社会問題となった定型BSE(C-BSE)は、飼料規制などの管理措置により発生は減少している。しかし、非定型BSE、非定型スクレイピー、鹿の慢性消耗病（CWD）など、性質が良くわかっていない伝達性海綿状脳症（プリオン病）が存在する。本研究は、１）動物プリオン病の性状解析によりヒトおよび動物への感染リスクの解明、２）プリオン病の感染・伝播・発病機構の解明、および、３）我が国に存在しない伝達性海綿状脳症への対策、に資する知見を得ることを目的とする。
研究方法
１）非定型BSEの病態および動物プリオン病のヒトへの感染リスクの解明：非定型および定型BSE感染牛およびカニクイザルの運動機能、学習記憶能、および感染病態を解析する。
２）BSEの起源の推定：異常型プリオンタンパク質を増幅可能なPMCAおよびQUIC法を応用して、試験管内でBSE様プリオンの産生について解析する。
３）プリオンの伝播・増殖機構および発病機構の解明：初代神経培養細胞系と感染動物を用いて、プリオンの伝播・増速機構と、神経変性機構を解析する。
４）我が国に存在しない動物プリオン病の対策整備：CWDのサーベイランスを実施するとともに、非定型スクレイピーの診断法を整える。
結果と考察
１）非定型BSE (L-BSE) の病態および動物プリオン病のヒトへの感染リスクの解明
・L-BSE接種牛の歩様をモーションキャプチャーにより解析した。殿部後端と後肢球節間の距離の測定により、未発症牛と発症牛を区別できた。
・行動量の解析では、L-BSE感染牛の休息スコアは、発症前と比較して、発症後に明らかに減少した。
・L-BSE発症牛の臨床症状を詳細に動画に記録した。
・L-BSE牛脳乳剤を経口投与して接種後2年5月を経過したが、発症は認められていない。
・霊長類の感染モデル系を確立するために、カニクイザルを用いてL-BSEの連続継代 (脳内接種、2継代目) を実施した。高次脳機能解析、MRI画像解析の結果から、L-BSEとC-BSE感染サルは、異なる病態モデル系となることが明らかとなった。

２）BSEの起源の推定
・L-BSEがC-BSEの起源となる可能性を調べるために、L-BSE感染牛の脳乳剤を100℃あるいは112℃で加熱、150℃で油揚げ処理した。その後、C-BSEを増幅するPMCA法を実施したが、PrPScは増幅されなかった。
・Real-time QUIC (RT-QUIC)法を用いて、組換えマウスPrP (rMoPrP) とハムスターPrP (rHaPrP) を基質とすることで、L-BSEとC-BSEの識別が可能となった。この方法は、潜在的なL-BSEの存在の調査、L-BSEからC-BSE様の病原体が産生されるかを調べるための強力なツールとなる。

３）プリオンの伝播・増殖機構および発病機構の解明
・大脳皮質由来初代培養神経細胞は、多くのプリオン株が増殖可能であり、長期間 (プリオン接種後39~46日) 維持可能であった。プリオンの増殖に伴い細胞活性が低下することから、神経変性機構の解析の新たなツールとなる。
・PrPSc分子の輸送と分解に関与する新規分子としてSortilinを発見した。
・Glycoside-9のPrPSc産生阻害効果の解析を進めたところ、phosphodiesterase 4 D interacting proteinが、PrPScの産生に関与することを発見した。

４）我が国に存在しない動物プリオン病の対策整備
・CWDモニタリングを継続した。北海道のエゾシカ用簡易と殺場で処理された32頭を調べたが、全て陰性であった。
・コロラド州立大学を訪問し、米国におけるCWDの発生状況と検査体制に関する情報を収集した。

結論
・客観的な行動解析により、L-BSE感染牛の臨床症状を把握できることが示唆された。
・L-BSEは容易にカニクイザルには経口感染しないと考えられるが、継続して経過観察が必要である。
・C-BSEとL-BSEを高感度に検出し、かつ精度良く鑑別可能なRT-QUIC法を確立した。
・L-BSEプリオンがC-BSEの起源となる可能性に関して、これまで、このことを示す実験結果は得られていない。
・大脳皮質由来初代培養神経細胞がプリオン感染のex vivo解析系として有用であることを示した。
・PrPC及びPrPScともにSortilinと結合し分解される可能性を示した。
・PrPSc増殖の制御に働く因子群として、phosphodiesterase 4 D interacting proteinを同定した。
・我が国に生息するシカでCWD陽性個体は発見されなかった。

公開日・更新日

公開日
2015-05-22
更新日
-

研究報告書（PDF）

文献情報

文献番号
201327003B
報告書区分
総合
研究課題名
食品を介する伝達性海綿状脳症のリスクと対策等に関する研究　
課題番号
H23-食品-一般-005
研究年度
平成25(2013)年度
研究代表者(所属機関)
堀内　基広　(北海道大学　大学院獣医学研究科)
研究分担者(所属機関)
  • 新　竜一郎(長崎大学　大学院医歯薬学総合研究科)
  • 石黒　直隆(岐阜大学　応用生物科学部)
  • 北本　哲之(東北大　学医学系研究科)
  • 坂口　末廣(徳島大学　疾患酵素学研究センター)
  • 柴田　宏昭(独立行政法人医薬基盤研究所　霊長類医科学研究センター)
  • 堂浦　克美(東北大学　医学系研究科)
  • 飛梅　実(国立感染症研究所)
  • 萩原　健一(国立感染症研究所)
  • 福田　茂夫(北海道総合研究機構　畜産試験場)
  • 室井　喜景(帯広畜産大学　畜産学部)
  • 村山　裕一(独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構　動物衛生研究所)
  • 横山　隆(独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構　動物衛生研究所)
研究区分
厚生労働科学研究費補助金 健康安全確保総合研究 食品の安全確保推進研究
研究開始年度
平成23(2011)年度
研究終了予定年度
平成25(2013)年度
研究者交替、所属機関変更
-

研究報告書（概要版）

研究目的
大きな社会問題となった定型BSE(C-BSE)は、飼料規制などの管理措置により発生は減少している。しかし、非定型BSE、非定型スクレイピー、鹿の慢性消耗病（CWD）など、性質が良くわかっていない伝達性海綿状脳症（プリオン病）が存在する。本研究は、１）動物プリオン病の性状解析によりヒトおよび動物への感染リスクの解明、２）プリオン病の感染・伝播・発病機構の解明、および、３）我が国に存在しない伝達性海綿状脳症への対策、に資する知見を得ることを目的とする。
研究方法
１）非定型BSEの病態および動物プリオン病のヒトへの感染リスクの解明：非定型および定型BSE感染牛およびカニクイザルの運動機能、学習記憶能、および感染病態を解析する。
２）BSEの起源の推定：異常型プリオンタンパク質を増幅可能なPMCAおよびQUIC法を応用して、試験管内でBSE様プリオンの産生について解析する。
３）プリオンの伝播・増殖機構および発病機構の解明：初代神経培養細胞系と感染動物を用いて、プリオンの伝播・増速機構と、神経変性機構を解析する。
４）我が国に存在しない動物プリオン病の対策整備：CWDのサーベイランスを実施するとともに、非定型スクレイピーの診断法を整える。
結果と考察
１）非定型BSE(L-BSE)の病態および動物プリオン病のヒトへの感染リスクの解明
・L-BSE接種牛の歩様および行動量の客観的評価により、L-BSE感染牛の臨床症状を把握できることが示唆された。
・L-BSE牛脳乳剤を経口投与したカニクイザルは接種後2年5月経過した後も発症は認められていない。
・霊長類の感染モデル系を確立するために、カニクイザルを用いてL-BSEの連続継代(脳内接種)を実施した。高次脳機能解析、MRI画像解析の結果から、L-BSEとC-BSE感染サルは、異なる病態モデル系となることが明らかとなった。
２）BSEの起源の推定
・L-BSEがC-BSEの起源となる可能性を調べるために、L-BSE感染牛の脳乳剤を種々の温度条件で加熱、油揚げ処理した後、C-BSEを増幅するPMCA法を実施したが、PrPScは増幅されなかった。
・Real-time QUIC (RT-QUIC)法を用いて、組換えマウスPrP(rMoPrP)とハムスターPrP (rHaPrP)を基質とすることで、L-BSEとC-BSEの高感度かつ高精度な識別が可能となった。
３）プリオンの伝播・増殖機構および発病機構の解明
・神経幹細胞、大脳皮質由来初代培養神経細胞は、多くのプリオン株が増殖可能であり、プリオンの増殖に伴いシナプスマーカーの発現低下、細胞活性の低下が生じることから、神経変性機構の解析の新たなツールとなる。
・ミクログリアが病態の進行に伴い、炎症促進性・組織傷害性の活性化状態にシフトすることを明らかにした。
・PrPSc分子の輸送と分解、あるいはプリオンの増殖に関与する新規宿主分子としてSortilinおよびperipherinを発見した。
・Glycoside-9のPrPSc産生阻害効果の解析を進めたところ、phosphodiesterase 4 D interacting proteinが、PrPScの産生に関与することを発見した。
４）我が国に存在しない動物プリオン病の対策整備
・北海道と本州に生息するシカのCWDモニタリングを実施した。エゾシカ209頭、ニホンジカ28頭を調べたが、全て陰性であった
・カナダ食品検査庁オタワ研究所(CWDとスクレイピーのOIEリファレンスラボ)、コロラド州立大学を訪問し、北米におけるCWDと非定型スクレイピーの発生状況と検査体制に関する情報を収集した。
結論
・客観的な行動解析により、L-BSE感染牛の臨床症状を把握できることが示唆された。
・L-BSEは容易にカニクイザルには経口感染しないことから、人への経口感染のリスクは高くないと考えられるが、継続観察が必要である。
・C-BSEとL-BSEを高感度に検出し、かつ精度良く鑑別可能なRT-QUIC法を確立した。
・L-BSEプリオンがC-BSEプリオンに変化する可能性に関して、このことを示す試験管内の実験結果は得られていない。
・神経幹細胞、大脳皮質由来初代培養神経細胞がプリオン感染のex vivo解析系として有用であることを示した。
・PrPScの産生（プリオンの増殖）に関与する因子群として、peripherin、phosphodiesterase 4 D interacting protein、Sortilinを同定した。
・我が国に生息するシカでCWD陽性個体は発見されなかった。

公開日・更新日

公開日
2015-05-22
更新日
-

研究報告書（PDF）

行政効果報告

文献番号
201327003C

成果

専門的・学術的観点からの成果
非定型BSE感染牛の臨床的特徴を詳細に記録して明らかにした。非定型BSEと定型BSEを高感度かつ高精度に区別可能な異常型プリオンタンパク質増幅法(RT-Quic法)を確立した。プリオン感染に伴いポストゴルジの小胞輸送が阻害されること、プリオン増殖を阻害する因子としてGlycoside-9, セクレチン受容体など、プリオンの伝播・増殖機構に係る新知見を得た。神経細胞初代培養系を用いてプリオン病における神経変性の評価系を確立した。プリオン病におけるミクログリア活性化状態と病態への関与を明らかにした。
臨床的観点からの成果
1)異常型プリオンタンパク質を増幅するPMCA法によるBSE実験感染カニクイザルにおけるプリオンの組織分布の解析から、血漿および尿などの体液がヒトプリオン病の早期生前診断に応用できる可能性を示した。2)定型BSEおよび非定型BSEのカニクイザルへの感染実験により、2種類のヒトプリオン病の霊長類モデルが確立できた。プリオン病治療薬の評価系として貴重モデル系となる。
ガイドライン等の開発
我が国におけるBSE管理措置の変更に対する理解の醸成のため、我が国のBSE管理措置の変遷および諸外国との比較に関する総説を発表した（平成25年1月受理）。非定型BSEの性状、発生状況、ヒトへの伝播リスク等に関する情報を取り纏め、今後の非定型BSE対策を検討するための参考資料として厚生労働省担当課に提出した。
その他行政的観点からの成果
定型BSEおよび非定型BSEの感染実験牛におけるBSE病原体の体内分布の経時的変化に関する研究成果は、食品安全委員会プリオン評価書「牛海綿状脳症(BSE)対策の見直しに係る食品健康影響評価」（2012年10月および2013年5月）の取り纏めの審議および評価書作成に活用された。我が国に生息するシカの慢性消耗病モニタリングにより、本病の発生がないことを確認した。平成27年度食肉技術研修会（平成28年1月）にて「非定型BSEについて」と題して、非定型BSEの最新情報を含む内容の講演を行った。
その他のインパクト
1)Asian Pacific Prion Symposium2012, 2013の開催を後援した(平成24年7月および平成25年7月)。2)BSE熟議場in 帯広（アクターの協働における双方向のリスクコミュニケーション）に講師を派遣し、開催を支援した（平成24年7月）。この活動は北海道新聞（平成24年7月19日）で紹介された。3)平成24年度北海道家畜保健衛生総合検討会（平成24年10月）、日本獣医師会・獣医公衆衛生講習会（平成25年3月）等に講師を派遣し、専門知識を活用した啓発活動に努めた。

発表件数

原著論文（和文）
4件
原著論文（英文等）
74件
その他論文(和文)
8件
その他論文(英文等)
3件
学会発表(国内学会)
31件
学会発表(国際学会等)
72件
その他成果(特許の出願)
0件
その他成果(特許の取得)
0件
その他成果(施策への反映)
1件
その他成果(普及・啓発活動)
5件

特許

主な原著論文20編（論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る）

論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限ります。

原著論文1
Yamasaki T, Baron GS, Suzuki A, et al
Characterization of intracellular dynamics of inoculated PrP-res and newly generated PrP(Sc) during early stage prion infection in Neuro2a cells.
Virology , 450-451 , 324-335  (2014)
10.1016/j.virol.2013.11.007
原著論文2
Nishizawa K, Oguma A, Kawata M, et al
Efficacy and mechanism of a glycoside compound inhibiting abnormal prion protein formation in prion-infected cells: implications of interferon and phosphodiesterase 4D-interacting protein.
J Virol , 88 (8) , 4083-4099  (2014)
10.1128/JVI.03775-13
原著論文3
Masujin K, Kaku-Ushiki Y, Miwa R et al
The N-terminal sequence of prion protein consists an epitope specific to the abnormal isoform of prion protein (PrP(Sc)).
PLoS One , 8 (2) , e58013-  (2013)
10.1371/journal.pone.0058013
原著論文4
Sakai K, Hasebe R, Takahashi Y et al
Absence of CD14 delays progression of prion diseases accompanied by increased microglial activation.
J Virol , 87 (24) , 13433-13445  (2013)
10.1128/JVI.02072-13
原著論文5
Uchiyama K, Muramatsu N, Yano M et al
Prions disturb post-Golgi trafficking of membrane proteins.
Nat Commun , 4 , 1846-  (2013)
doi:10.1038/ncomms2873
原著論文6
Ohsawa N, Song CH, Suzuki A et al
Therapeutic effect of peripheral administration of an anti-prion protein antibody on mice infected with prions.
Microbiol Immunol , 57 (4) , 288-297  (2013)
10.1111/1348-0421
原著論文7
Nakagaki T, Satoh K, Ishibashi D et al
FK506 reduces abnormal prion protein through the activation of autolysosomal degradation and prolongs survival in prion-infected mice.
Autophagy , 9 (9) , 1386-1394  (2013)
10.4161/auto.25381
原著論文8
Sano K, Satoh K, Atarashi R et al
Early detection of abnormal prion protein in genetic human prion diseases now possible using real-time QUIC assay.
PLoS One , 8 (1) , e54915-  (2013)
10.1371/journal.pone.0054915
原著論文9
Teruya K, Doh-ura K
Amyloid-binding compounds and their anti-prion potency.
Curr Top Med Chem , 13 (19) , 2522-2532  (2013)
原著論文10
Takeuchi A, Kobayashi A, Ironside JW et al
Characterization of variant Creutzfeldt-Jakob disease prions in prion protein-humanized mice carrying distinct codon 129 genotypes.
J Biol Chem , 288 (30) , 21659-21666  (2013)
10.1074/jbc.M113.470328
原著論文11
Kobayashi A, Iwasaki Y, Otsuka H et al
Deciphering the pathogenesis of sporadic Creutzfeldt-Jakob disease with codon 129 M/V and type 2 abnormal prion protein.
Acta Neuropathol Commun , 1 (1) , 74-  (2013)
10.1186/2051-5960-1-74
原著論文12
Okada H, Iwamaru Y, Kakizaki M et al
Properties of L-type bovine spongiform encephalopathy in intraspecies passages.
Vet Pathol , 49 (5) , 819-823  (2012)
10.1369/0022155412437218
原著論文13
Hara H, Okemoto-Nakamura Y, Shinkai-Ouchi F et al
Mouse prion protein (PrP) segment 100 to 104 regulates conversion of PrP(C) to PrP(Sc) in prion-infected neuroblastoma cells.
J Virol , 86 (10) , 5626-5636  (2012)
10.1128/JVI.06606-11
原著論文14
Ishibashi D, Atarashi R, Fuse T et al
Protective role of interferon regulatory factor 3-mediated signaling against prion infection.
J Virol , 86 (9) , 4947-4955  (2012)
10.1128/JVI.06326-11
原著論文15
Masujin K, Miwa R, Okada H et al
Comparative analysis of Japanese and foreign L-type BSE prions.
Prion , 6 (1) , 89-93  (2012)
10.4161/pri.6.1.18429.
原著論文16
Yamasaki T, Suzuki A, Shimizu T et al
Characterization of intracellular localization of PrP(Sc) in prion-infected cells using a mAb that recognizes the region consisting of aa 119-127 of mouse PrP.
J Gen Virol , 93 (3) , 668-680  (2012)
10.1099/vir.0.037101-0
原著論文17
Fukuda S, Onoe S, Nikaido S et al
Neuroanatomical distribution of disease-associated prion protein in experimental bovine spongiform encephalopathy in cattle after intracerebral inoculation.
Jpn J Infect Dis , 65 (1) , 37-44  (2012)
原著論文18
Shu Y, Masujin K, Okada H et al
Characterization of Syrian hamster adapted prions derived from L-type and C-type bovine spongiform encephalopathies.
prion , 5 (2) , 103-108  (2011)
原著論文19
Ishibashi D, Yamanaka H, Mori T et al
Antigenic mimicry-mediated anti-prion effects induced by bacterial enzyme succinylarginine dihydrolase in mice.
Vaccine , 29 (50) , 9321-9328  (2011)
10.1016/j.vaccine.2011.10.017
原著論文20
Song CH, Honmou O, Furuoka H et al
Therapeutic effect of peripheral administration of an anti-prion protein antibody on mice infected with prions.
J Virol , 85 (21) , 11069-11078  (2011)
doi: 10.1128/JVI.05318-11

公開日・更新日

公開日
2015-05-22
更新日
2018-06-19

収支報告書

文献番号
201327003Z