Basic research on personalized iPSDCs cancer vaccine therapy targeting neoantigen

• Project/Area Number: 19K18131
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 55020:Digestive surgery-related
• Research Institution: Wakayama Medical University
• Principal Investigator: Kitadani Junya 和歌山県立医科大学, 医学部, 助教 (30596979)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: iPS細胞 / iPSDC / 樹状細胞療法 / 癌免疫療法 / ネオアンチゲン / iPS cell / dendritic cell / neoantigen / ivtRNA / 樹状細胞 / 免疫療法 / 固形癌 / Neoantigen

Outline of Research at the Start

私達は，マウスやヒトのiPS細胞からiPSDCsへの分化誘導に成功し，このiPSDCsに腫瘍関連抗原遺伝子 (TAA) を導入したiPSDCsは，TAA特異的な抗腫瘍効果を発揮することを報告した．しかし，単一の共通抗原を標的とした樹状細胞療法では，治療効果が低く，正常細胞への副作用も問題となる．癌組織は固有のNeoantigenを有することが報告され，Neoantigenの多い癌は免疫原性が高く，個別化癌ワクチン治療への応用が期待されている. 本研究において，Neoantigenを標的としたiPSDCsの作成を行い，副作用が少なく，且つ強力な抗原提示が可能な癌ワクチン療法の基礎的研究を行う．

Outline of Final Research Achievements

iPS cells were established from peripheral blood mononuclear cells of 3 patients with colorectal cancer who agreed to participate in the study. The ivtRNA amplified from the mRNA extracted from the tumor was introduced into the iPSDCs. It was demonstrated in all patients that the CTLs obtained by stimulation with iPSDCs-ivtRNA showed cancer-specific cytotoxicity to the patient's own cancer cells established by the CTOS method. Furthermore, this vaccine system was demonstrated to induce a neoantigen-mediated immune response by ELISPOT assay with candidate neoantigen peptide.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

我々は、担癌患者における成熟能や抗原提示能の低下といった樹状細胞療法の弱点を克服するために、iPS細胞由来樹状細胞 (iPSDCs) を用いた癌ワクチン療法の基礎研究を行ってきた。本研究の目的は、正常細胞には発現せず、腫瘍における遺伝子変異によってのみ発現するneoantigenを標的とした、副作用が少なく、且つ強力な抗原提示が可能な個別化癌ワクチン療法の基礎的研究を行うことであった。本研究の結果からivtRNAワクチンは、neoantigenを介した強力な腫瘍特異的細胞傷害活性を示すことが証明でき、これは、難治癌克服への第一歩となると考える。

Research Products

• [Journal Article] Tumor RNA transfected DCs derived from iPS cells elicit cytotoxicity against cancer cells induced from colorectal cancer patients in vitro (2022)
  • Author(s): Maruoka S, Ojima T, Iwamoto H, Kitadani J, Tabata H, Tominaga S, Katsuda M, Hayata K, Takeuchi A, Yamaue H.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 12 Issue: 1 Pages: 3295-3295
  • DOI: 10.1038/s41598-022-07305-1
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 消化器癌を標的としたiPS細胞由来樹状細胞療法の基礎研究 (2021)
  • Author(s): 北谷 純也, 尾島 敏康, 岩本 博光, 丸岡 慎平, 冨永 信太, 中村 公紀, 勝田 将裕, 宮澤 基樹, 山上 裕機
  • Organizer: 第25回日本がん免疫学会
• [Presentation] ユビキチンプロテアソーム系を応用した新規iPS細胞由来樹状細胞ワクチン療法の研究 (2021)
  • Author(s): 冨永 信太, 尾島 敏康, 宮澤 基樹, 岩本 博光, 北谷 純也, 丸岡 慎平, 山上 裕機
  • Organizer: 第59回日本癌治療学会学術集会
• [Presentation] 消化器固形癌を対象としたiPS細胞由来樹状細胞療法の基礎研究 (2021)
  • Author(s): 北谷純也，尾島敏康，岩本博光，丸岡慎平，冨永信太，宮澤基樹，勝田将裕，中村公紀，山上裕機
  • Organizer: 第20回日本再生医療学会総会
• [Presentation] 再生医療の実現-外科医に期待される役割- iPS細胞由来樹状細胞を用いた癌ワクチン療法 (2020)
  • Author(s): 尾島 敏康, 北谷 純也, 岩本 博光, 丸岡 慎平, 田端 宏尭, 中村 公紀, 中森 幹人, 勝田 将裕, 早田 啓治, 福田 直城, 冨永 信太, 竹内 昭博, 本林 秀規, 山上 裕機
  • Organizer: 第120回 日本外科学会定期学術集会
• [Presentation] iPS細胞由来樹状細胞(iPSDCs)を用いた新規免疫療法の確立 (2020)
  • Author(s): 丸岡 慎平, 尾島 敏康, 岩本 博光, 北谷 純也, 田端 宏尭, 出口 真彰, 中森 幹人, 中村 公紀, 勝田 将裕, 山上 裕機
  • Organizer: 第75回日本消化器外科学会総会