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Nano cancer immunotherapy using memory NK cells against PD-1 blockade resistant tumor

Research Project

Project/Area Number 20H03373
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 47020:Pharmaceutical analytical chemistry and physicochemistry-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Nakamura Takashi  北海道大学, 薬学研究院, 助教 (20604458)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Keywordsデリバリーシステム / 脂質ナノ粒子 / アジュバント / がん免疫療法 / NK細胞 / メモリー細胞 / 薬物送達学 / ナノ粒子 / 免疫チェックポイント阻害剤
Outline of Research at the Start

現在の免疫チェックポイント阻害剤単剤の有効率は20~30%である。さらに、長期間に及ぶ使用症例の増加に伴い、治療抵抗性の獲得が問題となっている。このような獲得抵抗性に対しては、natural killer(NK)細胞を利用したがん免疫療法が期待できる。本研究では、NK細胞のさらなる強化を実現するためのアジュバント搭載薬物送達システムを細胞内/体内動態の観点から構築し、獲得抵抗性を攻略するためのナノがん免疫療法を開発することを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed lipid nanoparticles (LNPs) loaded with two adjuvants to effectively induce memory natural killer (NK) cells, and demonstrated the cancer immunotherapy against PD-1 blockade (immune checkpoint inhibition therapy) resistant tumor. LNPs loaded with two types of adjuvants efficiently induce memory NK and enhance therapeutic efficacy against mouse melanoma lung metastasis that showed the resistant to PD-1 blockade. In addition, prophylactic administration can strongly suppress melanoma lung metastasis, suggesting that it may be effective in preventing metastasis of cancers that are resistant to immune checkpoint inhibition therapy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでにin vivoでメモリーNK細胞を誘導可能なシステムは報告されておらず、本研究にて開発したアジュバント搭載脂質ナノ粒子を用いたシステムが初めてである。それ故、学術的に高いインパクトを持つ。また、NK細胞のメモリー化を誘導することで、免疫チェックポイント阻害療法に耐性を持つがんに対する抗腫瘍活性の増強と転移予防効果を示すことから、現在のがん治療の課題を克服するための新しいがん免疫療法の開発に繋がる重要な知見である。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 5 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Interval- and cycle-dependent combined effect of STING agonist loaded lipid nanoparticles and a PD-1 antibody2022

    • Author(s)
      Khalifa Alaa M.、Nakamura Takashi、Sato Yusuke、Sato Takanori、Hyodo Mamoru、Hayakawa Yoshihiro、Harashima Hideyoshi
    • Journal Title

      International Journal of Pharmaceutics

      Volume: 624 Pages: 122034-122034

    • DOI

      10.1016/j.ijpharm.2022.122034

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Extrahepatic targeting of lipid nanoparticles in vivo with intracellular targeting for future nanomedicines2022

    • Author(s)
      Nakamura Takashi、Sato Yusuke、Yamada Yuma、Abd Elwakil Mahmoud M.、Kimura Seigo、Younis Mahmoud A.、Harashima Hideyoshi
    • Journal Title

      Advanced Drug Delivery Reviews

      Volume: 188 Pages: 114417-114417

    • DOI

      10.1016/j.addr.2022.114417

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Innovative cancer nanomedicine based on immunology, gene editing, intracellular trafficking control2022

    • Author(s)
      Yamada Yuma、Sato Yusuke、Nakamura Takashi、Harashima Hideyoshi
    • Journal Title

      Journal of Controlled Release

      Volume: 348 Pages: 357-369

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2022.05.033

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] STING agonist loaded lipid nanoparticles overcome anti-PD-1 resistance in melanoma lung metastasis via NK cell activation.2021

    • Author(s)
      Nakamura T, Sato T, Endo R, Sasaki S, Takahashi N, Sato Y, Hyodo M, Hayakawa Y, Harashima H.
    • Journal Title

      J Immunotherapy Cancer

      Volume: 9 Issue: 7 Pages: e002852-e002852

    • DOI

      10.1136/jitc-2021-002852

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The hydrophobic tail of a pH-sensitive cationic lipid influences siRNA transfection activity and toxicity in human NK cell lines.2021

    • Author(s)
      Nakamura T, Nakade T, Yamada K, Sato Y, Harashima H
    • Journal Title

      Int J Pharm

      Volume: 609 Pages: 121140-121140

    • DOI

      10.1016/j.ijpharm.2021.121140

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The nanomedicine rush: New strategies for unmet medical needs based on innovative nano DDS2021

    • Author(s)
      Sato Yusuke、Nakamura Takashi、Yamada Yuma、Harashima Hideyoshi
    • Journal Title

      Journal of Controlled Release

      Volume: 330 Pages: 305-316

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2020.12.032

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 免疫システムを制御するデリバリー技術2023

    • Author(s)
      中村孝司
    • Organizer
      国立がん研究センター EPOC/CPOTセミナー
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    • Invited
  • [Presentation] 免疫システムを制御する脂質ナノ粒子の開発2022

    • Author(s)
      中村孝司
    • Organizer
      日本薬物動態学会第37回年会
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    • Invited
  • [Presentation] Nano cancer immunotherapy mediated by lipid nanoparticles.2022

    • Author(s)
      Takashi Nakamura
    • Organizer
      The 7th Japan-Taiwan Joint Symposium For Pharmaceutical Sciences
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] がん免疫療法を加速するナノDDSの開発2022

    • Author(s)
      中村孝司
    • Organizer
      日本薬学会 第142年会
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    • Invited
  • [Presentation] 低温下での脂質ナノ粒子の免疫細胞表面への結合が引き起こすトランスフェクション活性の消失2021

    • Author(s)
      中村孝司、山田小春、佐藤悠介、原島秀吉
    • Organizer
      第37回日本DDS学会学術集会
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  • [Presentation] ヒトNK細胞株への効率的なsiRNAデリバリーを可能とする脂質ナノ粒子の開発2021

    • Author(s)
      中出泰誠、中村孝司、山田小春、佐藤悠介、原島秀吉
    • Organizer
      第37回日本DDS学会学術集会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] リンパ節送達とリンパ節内分布に影響を与える脂質ナノ粒子特性2021

    • Author(s)
      中村孝司、河合美典、佐藤悠介、真栄城正寿、渡慶次学、原島秀吉
    • Organizer
      日本薬剤学会 第36年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] ナノDDSを利用したがん免疫制御システムの開発2020

    • Author(s)
      中村孝司
    • Organizer
      DDS(ドラッグデリバリーシステム)/製剤技術ウェビナー
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] 創薬研究者・アカデミア研究者が知っておくべき最新の免疫学とその応用技術2021

    • Author(s)
      中村孝司(他執筆者:101名、企画編集: 技術情報協会)
    • Total Pages
      598
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861048562
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 北海道大学大学院薬学研究院 薬剤分子設計学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.pharm.hokudai.ac.jp/yakusetu/index.html

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 脂質ナノ粒子2022

    • Inventor(s)
      中村孝司、原島秀吉、佐藤悠介、山田小春、中出泰誠
    • Industrial Property Rights Holder
      中村孝司、原島秀吉、佐藤悠介、山田小春、中出泰誠
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Overseas

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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