がん微小環境下における細胞傷害性T細胞のがん細胞殺傷能規定因子の解明

• Project/Area Number: 20J01623
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 54010:Hematology and medical oncology-related
• Research Institution: 株式会社関西メディカルネット(関西電力医学研究所)
• Principal Investigator: 小西 義延 株式会社関西メディカルネット(関西電力医学研究所), 血液疾患研究部, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2020-04-24 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 多発性骨髄腫 / 腫瘍微小環境 / 前がん病態 / PGE2 / TXA2 / VEGF / カルシウム / 生体イメージング

Outline of Research at the Start

細胞傷害性T細胞の細胞傷害活性には不均一性が存在し、標的細胞との接触は必ずしも殺傷に繋がらない。がん免疫細胞療法時に殺傷能の高いT細胞を選択投与できれば、副作用低減・治療効果向上に繋がると期待される。しかし殺傷能の規定機構は未解明である。本研究では、細胞傷害性顆粒放出に必須とされるキナーゼ、細胞外シグナル調節キナーゼ(ERK)の活性動態に着目する。ERK活性動態の制御機構を解明することで、殺傷能の不均一性を規定する機構を解明する。さらに、得られた知見に基づき遺伝子改変T細胞療法を始めとするがん免疫細胞療法研究目的の治療効果向上へと貢献する。

Outline of Annual Research Achievements

2021年4月より研究環境を米国へ移して以降は、血液悪性腫瘍の一つ、多発性骨髄腫の病期進展における腫瘍微小環境の果たす役割に着目し研究を展開している。多発性骨髄腫は原則として前がん病態である意義不明の単クローン性免疫グロブリン血症(MGUS)及びくすぶり型骨髄腫(SMM)から進展する。多発性骨髄腫で認められる染色体異常や遺伝子異常は、前がん状態であるMGUSやSMM段階の骨髄腫細胞においても既に認められることが知られている。しかし、興味深いことに、多くの患者はMGUSおよびSMMから多発性骨髄腫へと病期が進行することなく経過する。従って、腫瘍細胞側のみでなく、腫瘍微小環境側の因子が多発性骨髄腫病期進展の重要な因子となっていることが想定される。
MGUS及びSMMの患者骨髄において、健常人骨髄と比較して免疫細胞の機能や細胞ごとの比率に変化が認められることは以前より報告されていた。これを踏まえ、SARS-CoV-2ワクチン接種に対する免疫応答を、抗体価を測定することで評価し、この骨髄微小環境で認められる免疫異常が実際に患者の免疫応答不全に繋がることを明らかにした。またシングルセルRNAシーケンスおよびプロテオミクス解析を用いて細胞免疫応答も含めた免疫応答解析を展開し、前がん状態患者において、長期免疫応答の維持機構に破綻が生じていることを見出した。具体的には、ワクチン接種初期の抗体価は健常人と同等であるにも関わらず、4ヶ月を過ぎた頃より健常人と比較して抗体価の低下が認められた。またT細胞免疫応答についても、ワクチン接種初期には健常人と同様に、抗原に応答するT細胞受容体を有するT細胞クローンの増多が確認された。４ヶ月を過ぎる時期というのは、別途報告されたMGUS/SMM患者におけるブレークスルー感染が健常人と比較して有意に上昇する時期と合致する。
今後は、この臨床上重要な転機につながる長期免疫応答維持機構の破綻メカニズムについて解析を加えていく。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University College London/Royal Cancer Hospital/Oxford University Hospitals(英国)
• [Journal Article] In vivo imaging of inflammatory response in cancer research (2023)
  • Author(s): Konishi Yoshinobu、Terai Kenta
  • Journal Title: Inflammation and Regeneration Volume: 43 Issue: 1
  • DOI: 10.1186/s41232-023-00261-x
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Diagnostic TR-FRET assays for detection of antibodies in patient samples (2023)
  • Author(s): Y. Hong,N. Radoslaw P.,O. Daan,P. N. Connor,F. Stephanie,A. Caroline,L. Evan C.,St. D. Kerri,B. Lauren K.,Y. Konishi,R. Sklavenitis-Pistofidis,B. Lindsey R.,N. Eric J.,K. Elizabeth W.,Y. Xu G.,L. J. Z.,W. Ann E.,Irene M.G.,Meyerhardt Jeffrey A.,B.Alejandro B.,A.Galit,M.Ralph,F. Eric S.
  • Journal Title: Cell Reports Methods Volume: 3 Issue: 3 Pages: 100421-100421
  • DOI: 10.1016/j.crmeth.2023.100421
• [Journal Article] ILF2 enhances the DNA cytosine deaminase activity of tumor mutator APOBEC3B in multiple myeloma cells (2022)
  • Author(s): Kazuma Yasuhiro、Shirakawa Kotaro、Tashiro Yusuke、Yamazaki Hiroyuki、Nomura Ryosuke、Horisawa Yoshihito、Takeuchi Suguru、Stanford Emani、Konishi Yoshinobu、Matsui Hiroyuki、Matsumoto Tadahiko、Tanabe Fumiko、Morishita Ryo、Ito Shinji、Takaori-Kondo Akifumi
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 12 Issue: 1 Pages: 2278-2278
  • DOI: 10.1038/s41598-022-06226-3
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Functional visualization of NK cell-mediated killing of metastatic single tumor cells (2022)
  • Author(s): Ichise Hiroshi、Tsukamoto Shoko、Hirashima Tsuyoshi、Konishi Yoshinobu、Oki Choji、Tsukiji Shinya、Iwano Satoshi、Miyawaki Atsushi、Sumiyama Kenta、Terai Kenta、Matsuda Michiyuki
  • Journal Title: eLife Volume: 11
  • DOI: 10.7554/elife.76269
  • NAID: 120007191378
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Attenuated response to SARS-CoV-2 vaccine in patients with asymptomatic precursor stages of multiple myeloma and Waldenstrom macroglobulinemia (2022)
  • Author(s): Konishi Yoshinobu,Sklavenitis-Pistofidis Romanos,Yue Hong, Fischer Eric S, Ghobrial Irene M. and et.al.
  • Journal Title: Cancer Cell Volume: 40 Issue: 1 Pages: 6-8
  • DOI: 10.1016/j.ccell.2021.12.003
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A Dual Promoter System to Monitor IFN-γ Signaling <i>in vivo</i> at Single-cell Resolution (2021)
  • Author(s): Tanaka Taisei、Konishi Yoshinobu、Ichise Hiroshi、Tsukiji Shinya、Matsuda Michiyuki、Terai Kenta
  • Journal Title: Cell Structure and Function Volume: 46 Issue: 2 Pages: 103-111
  • DOI: 10.1247/csf.21052
  • NAID: 130008131966
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Intravital Imaging Identifies the VEGF?TXA2 Axis as a Critical Promoter of PGE2 Secretion from Tumor Cells and Immune Evasion (2021)
  • Author(s): Konishi Yoshinobu、Ichise Hiroshi、Watabe Tetsuya、Oki Choji、Tsukiji Shinya、Hamazaki Yoko、Murakawa Yasuhiro、Takaori-Kondo Akifumi、Terai Kenta、Matsuda Michiyuki
  • Journal Title: Cancer Research Volume: 81 Issue: 15 Pages: 4124-4132
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-20-4245
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] APOBEC3B is preferentially expressed at the G2/M phase of cell cycle (2021)
  • Author(s): Hirabayashi Shigeki、Shirakawa Kotaro、Horisawa Yoshihito、Matsumoto Tadahiko、Matsui Hiroyuki、Yamazaki Hiroyuki、Sarca Anamaria Daniela、Kazuma Yasuhiro、Nomura Ryosuke、Konishi Yoshinobu、Takeuchi Suguru、Stanford Emani、Kawaji Hideya、Murakawa Yasuhiro、Takaori-Kondo Akifumi
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 546 Pages: 178-184
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.02.008
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Metastatic Single Tumor Cells Evade NK Cell-mediated Killing by Thrombin-mediated Loss of the Activating Ligand CD155/PVR/Necl-5 (2021)
  • Author(s): Ichise Hiroshi、Tsukamoto Shoko、Hirashima Tsuyoshi、Konishi Yoshinobu、Oki Choji、Tsukiji Shinya、Iwano Satoshi、Miyawaki Atsushi、Sumiyama Kenta、Terai Kenta、Matsuda Michiyuki
  • Journal Title: bioRxiv Volume: N/A
  • DOI: 10.1101/2021.01.15.426784
  • Open Access
• [Journal Article] CAGE-Seq Reveals that HIV-1 Latent Infection Does Not Trigger Unique Cellular Responses in a Jurkat T Cell Model (2021)
  • Author(s): Matsui Hiroyuki、Shirakawa Kotaro、Konishi Yoshinobu、Hirabayashi Shigeki、Sarca Anamaria Daniela、Fukuda Hirofumi、Nomura Ryosuke、Stanford Emani、Horisawa Yoshihito、Kazuma Yasuhiro、Matsumoto Tadahiko、Yamazaki Hiroyuki、Murakawa Yasuhiro、Battivelli Emilie、Verdin Eric、Koyanagi Yoshio、Takaori-Kondo Akifumi
  • Journal Title: Journal of Virology Volume: 95 Issue: 8 Pages: 1-18
  • DOI: 10.1128/jvi.02394-20
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Altered immune response to vaccination in patients with plasma cell premalignancy (2023)
  • Author(s): Y.Konishi, R.Sklavenitis-Pistofidis, M.Aranha, T.Wu, H.Yue, E.D. Lightbody, M.Rhamat, M.Timonian, S.Varmeh, D.Heilpern-Mallory, M.P. Agius, N.K. Su, J.Perry, E.Horowitz, M. I. Davis, A.V Justis, R. P. Nowak, M.Hamilton, D. Auclair, C. R.Marinac, E. S. Fischer, G.Getz and I.M. Ghobrial
  • Organizer: 2023 American Association for Cancer Research Annual Meeting
• [Presentation] Humoral SARS-CoV-2 response in asymptomatic precursor plasma cell dyscrasia patients: IMPACT study results (2022)
  • Author(s): Y.Konishi , R.Sklavenitis-Pistofidis , H.Yue , F.Ferrari , M.Russo , R. A. Redd , J.Perry , E.Horowitz, A.V. Justis , N.A. Shayegh , E.D. Lightbody , S.Varmeh , R.P. Nowak , M.Hamilton , D.Auclair , C.R. Marinac , L.Trippa , E.S. Fischer , I.M. Ghobrial
  • Organizer: 2022 American Association for Cancer Research Annual Meeting
• [Presentation] Attenuated humoral and cellular immune response to SARS-1 CoV-2 vaccination in ostensibly asymptomatic patients with precursor stage of multiple myeloma (2022)
  • Author(s): Y.Konishi, R.Sklavenitis-Pistofidis, M.Aranha, T.Wu, H.Yue, F.Ferrari, M.Russo, R.A. Robert A., E.D. Lightbody, M.Rahmat, M.Timonian, S.Varmeh, D.Heilpern-Mallory, M.P. Agius, N.K. Su, J.Perry, E.Horowitz, A.V Justis, R.P. Nowak, M.Hamilton, D.Auclair, C.R.Marinac, L.Trippa, E.S. Fischer, G.Getz and I.M. Ghobrial
  • Organizer: Cell Symposia: Hallmarks of Cancer
• [Presentation] The IMPACT Study: Significant changes in the T-cell Receptor repertoire of patients with Smoldering Multiple Myeloma before and after SARS-CoV-2 vaccination (2022)
  • Author(s): Michelle P. Aranha, Yoshinobu Konishi, Romanos Sklavenitis-Pistofidis, Ting Wu, Elizabeth D. Lightbody, Michael P. Agius, Mahshid Rahmat, Shohreh Varmeh, Daniel Heilpern-Mallory, Michael Timonian, Jacqueline Perry, Gad Getz & Irene Ghobrial
  • Organizer: AACR Myeloma and Plasma cell dyscrasias
• [Presentation] Dysregulated Humoral and Cellular Response to Sars-Cov-2 Vaccination in Patients with MGUS and SMM (2022)
  • Author(s): Y.Konishi, R.Sklavenitis-Pistofidis, M.Aranha, T.Wu, H.Yue, E.D. Lightbody, M.Rhamat, M.Timonian, S.Varmeh, D.Heilpern-Mallory, M.P. Agius, N.K. Su, J.Perry, E.Horowitz, M. I. Davis, A.V Justis, R. P. Nowak, M.Hamilton, D. Auclair, C. R.Marinac, E. S. Fischer, G.Getz and I.M. Ghobrial
  • Organizer: 64th ASH Annual Meeting and Exposition
• [Presentation] The IMPACT Study: Single-cell transcriptomic analysis of SARS-CoV2 vaccine response in patients with precursor plasma cell malignancies (2021)
  • Author(s): Aranha P.M*, Wu T*, Konishi Y*, Sklaventis-Pistofidis R*, Yue H, Nowak R, Perry J, Horowitz E, Justis A, Lightbody E, Heilpern-Mallory D, Rahmat M, Varmeh S, Timonian M, Agius M, Su N, Hamilton M, Auclair D, Marinac C, Fischer E, Getz G, Ghobrial IM.
  • Organizer: Broad Retreat, 2021 Dec, Cambridge, MA.
• [Presentation] Intravital imaging identifies VEGF-TXA2 axis as a critical promoter of PGE2 secretion from tumor cells and immune evasion. (2021)
  • Author(s): Konishi Y, Ichise H, Watabe T, Oki C, Tsukiji S, Hamazaki Y, Murakawa Y, Takaori-Kondo A, Terai K, and Matsuda M.
  • Organizer: Virtual Keystone Symposia,
• [Presentation] Host cell-derived TXA2-mediated Gq signaling in tumor cells promotes tumor immune evasion. (2020)
  • Author(s): Terai K, Konishi Y, Ichise H, Watabe T, Sando Y, Kondo T, Oki C, Tsukiji S, Hamazaki Y, Murakawa Y, Takaori-Kondo A, and Matsuda M.
  • Organizer: AACR Virtual Special Conference on Tumor Heterogeneity: From Single Cells to Clinical Impact
• [Presentation] Live imaging of tumor immunity. (2020)
  • Author(s): Michiyuki M, Ichise H, Konishi Y, and Kenta T.
  • Organizer: The 58th Annual Meeting of the Japan Society of Clinical Oncology,
• [Presentation] Gq-protein-coupled receptor signaling in tumor cells promotes cancer immune evasion. (2020)
  • Author(s): Terai K, Konishi Y, and Matsuda M.
  • Organizer: The 79th Annual Meeting of the Japanese Cancer Association
• [Presentation] The establishment of a tumor microenvironment by tumor derived prostanoids. (2020)
  • Author(s): Terai K, Konishi Y, and Matsuda M.
  • Organizer: The 109th Annual Meeting of the Japanese Society of Pathology