Retroviral replicating vector-mediated gene therapy for lung cancer

Research Project

Project/Area Number	18K08773
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 55040:Respiratory surgery-related
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	平岡圭北海道大学, 医学研究院, 客員研究員 (10719587)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	高橋雅道国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 医員 (10436454) 平野聡北海道大学, 医学研究院, 教授 (50322813) 土川貴裕北海道大学, 大学病院, 講師 (50507572) 七戸俊明北海道大学, 医学研究院, 准教授 (70374353) 中村透北海道大学, 医学研究院, 助教 (70645796) 加賀基知三北海道大学, 大学病院, 講師 (80224335)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help	¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000) Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords	レトロウイルス / プロドラッグ / 肺癌 / 遺伝子治療 / ウイルスベクター
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、標的腫瘍細胞内で酵母由来シトシンデアミナーゼ酵素（yCD）を発現させることで抗真菌薬であるフルシトシン（5FC）を抗癌剤であるフルオロウラシル（5FU）に変換して抗腫瘍効果を得ることを目的としたプロドラッグシステムと増殖型レトロウイルスベクター（RRV）による遺伝子発現システムを組み合わせた肺癌における新規治療法の確立を目指している。昨年度は、RRVを用いた実験環境の整備と培養肺癌細胞株を用いた感染実験を行った。まず、米国共同研究施設より供与されたウイルス産生プラスミドを用いてRRVを産生、保存し、ヒト肺癌細胞株、およびマウス肺癌細胞株を用いた細胞実験系において、感染効率、増殖能、遺伝子導入効率をin vitroで検討した。蛍光顕微鏡、フローサイトメトリー、ゲノム定量PCRを用いることで、その高い感染効率と速やかな増殖能を組織型の異なる複数の肺癌細胞株において確認することができた。また、本研究の治療ベクターであるプロドラッグ変換酵素yCD遺伝子を有するRRVを用いて、MTSアッセイにより、プロドラッグ５FCによるRRV感染細胞に対する強力な殺細胞効果を確認した。本年度は、目的であったヒト肺癌培養細胞株皮下移植動物モデルにおけるRRVの感染効率、増殖能，遺伝子導入効率を、フローサイトメトリー、ゲノム定量PCRを用いてin vivoで確認した。また、肺癌胸膜播種を対象とした前臨床実験として、RRVを用いた同所移植動物モデルによる治療実験を行った。ホタルルシフェラーゼ遺伝子発現肺癌細胞を作成し、生体イメージングシステムを用いて経時的に腫瘍シグナルの増減を計測し、抗腫瘍効果を確認することができた。さらに、安全性試験としてゲノム定量PCRを用いて正常臓器におけるRRV感染を検出しbiodistributionを評価した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年度の目的であったヒト肺癌培養細胞株皮下移植動物モデルにおけるRRV感染効率、増殖能，遺伝子導入効率の検討を行い、フローサイトメトリー、ゲノム定量PCRを用いてin vivoで確認することができた。また、前臨床実験として同所移植動物モデルによる肺癌胸膜播種のRRVを用いた治療実験を行うことができた。ホタルルシフェラーゼ遺伝子発現肺癌細胞を作成し、生体イメージングシステムを用いて経時的に腫瘍シグナルの増減を計測した。さらに、安全性試験として、ゲノム定量PCRを用いて正常臓器におけるRRV感染を評価した。しかし、肺癌初代培養細胞におけるRRV感染能の検討、および全身性抗腫瘍免疫の誘導の評価についてはまだ進行中である。
Strategy for Future Research Activity	まず、肺癌初代培養細胞を用いた実験系を確立し、RRVの感染能、導入効率を検討する。また、RRV治療による全身性抗腫瘍免疫の誘導については、syngeneic肺癌細胞株によるimmunocompetent modelを用いて、再移植試験、CTLアッセイ、IFN-γ ELISPOT、depletionアッセイなどを用いて評価する。以上の前臨床試験において本治療システムの治療効果と安全性を確認できれば、国内臨床試験に向けて環境を整える。