Serum-derived exosomal microRNA predicts the response to immune checkpoint inhibitors cancer in lung cancer patients

Research Project

Project/Area Number	19K08615
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 53030:Respiratory medicine-related
Research Institution	Nippon Medical School
Principal Investigator	SEIKE MASAHIRO 日本医科大学, 医学部, 教授 (30366687)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	宮永晃彦日本医科大学, 医学部, 講師 (00591281) 野呂林太郎日本医科大学, 医学部, 講師 (50366738)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help	¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords	肺癌 / がん免疫療法 / エクソソーム / 非コードRNA / マイクロRNA / 免疫チェックポイント阻害薬
Outline of Research at the Start	非小細胞肺癌患者の血清エクソソーム中のマイクロRNA(miRNA)や長鎖ノンコーディングRNA(lncRNA)などの非コードRNA(ncRNA)に着目し、免疫チェックポイント阻害薬（ICI）の効果および有害事象予測バイオマーカーとしての臨床応用の可能性をin vitro、in vivoおよび臨床検体を用いて解明する。本研究の結果を元に効果的なICI治療を行うことで、肺癌におけるPrecision Medicine（個別化医療）の推進および患者予後改善に大きく貢献すると考えられる。
Outline of Final Research Achievements	We evaluated the profiles of serum-derived exosomal miRNAs predicting the effect of immune checkpoint inhibitors (ICI) in 41 patients with advanced non-small cell lung cancer (NSCLC). Exosomal miR-125a-3p was associated with ICI response. Exosomal miR-125a-3p was more useful as a predictor of ICI response in patients with low PD-L1 expression (<50%). Moreover, high expression of miR-125a-3p was correlated with shorter progression-free survival and overall survival. The induction of miR-125a-3p regulated PD-L1 expression via NRG1 suppression in lung cancer cells. Exosomal miR-125a-3p may be a useful biomarker to predict response to ICI therapy in advanced NSCLC with low PD-L1 expression.
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	肺癌患者における免疫チェックポイント阻害薬の有効性に関する汎用性の高いバイオマーカーに関する臨床的なニーズは高い。腫瘍内PD-L1発現を用いた薬剤の使い分けがなされているが、今回の研究にて、PD-L1低発現（50%未満）非小細胞肺癌患者における血清エクソソームmiR-125a-3pは、ICI療法の効果予測バイオマーカーとして有用である可能性がある。本研究成果を臨床応用できれば、肺癌患者の予後改善および個別化医療推進への貢献など臨床的および社会的意義は大きいと考える。