Clarification of PD-L1 functions under genotixic stress

Research Project

Project/Area Number	20J40010
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Single-year Grants
Section	国内
Review Section	Basic Section 50010:Tumor biology-related
Research Institution	St. Marianna University School of Medicine (2021-2022) Tokyo Medical and Dental University (2020)
Principal Investigator	仁平直江聖マリアンナ医科大学, 医学研究科, 講師 (40589470)
Project Period (FY)	2020-04-24 – 2024-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	免疫チェックポイント / DNA損傷 / PD-L1
Outline of Research at the Start	癌は細胞の自律的増殖能の獲得によって引き起こされる疾患である。生体内において癌細胞は免疫寛容能を獲得することで、免疫系による排除機構から回避し増殖を繰り返す。PD-L1 はT 細胞やマクロファージに発現するPD-1 に対するリガンドとして、これらの免疫細胞の不活化や増殖抑制を促すことで免疫寛容を引き起こす。PD-L1は多くの癌細胞で高発現が認められることから、PD-L1の発現制御機構に関する報告は多くされているがが、細胞内のPD-L1に着目した研究はあまり報告されていない。本研究は、細胞内のPD-L1の機能を分子レベルで明らかにする為の研究である。
Outline of Annual Research Achievements	生体内において癌細胞は免疫寛容能を獲得することで、免疫系による排除機構から回避し増殖を繰り返す。免疫チェックポイント分子PD-L1は多くの癌細胞で高発現が報告されており、T細胞などの免疫細胞に発現するPD-1と結合することで免疫細胞の不活化や増殖抑制を促す。我々は、PD-L1が細胞膜上だけでなく核内にも局在するという知見を見出し、その分子制御機構を明らかにした。そして、PD-L1が核内にて炎症や免疫応答などに関わる遺伝子の転写制御に関与していることをNature CellBiology誌に発表した。これらの研究成果よりPD-L1の核内での機能の一端は明らかにすることができたが、PD-L1の核内での機能はまだあまりよく分かっていない。そこで私はPD-L1と結合するいくつかのDNA損傷応答因子に着目し、DNA損傷応答におけるPD-L1の機能解析を行った。MDA-MB-231細胞やBT-549細胞を用いた解析より、内在性PD-L1の欠失によって抗癌剤アドリアマイシンやエトポシド、放射線などのDNA損傷刺激によって引き起こされるCHK1のリン酸化が低下することを見出した。また、ATRのDNA親和性について解析を行なった結果、PD-L1を発現する癌細胞では、DNA損傷を与えた後、数時間経過するとATRのDNAへの親和性が減弱していくが、PD-L1を欠失した癌細胞ではDNA損傷後もDNAへの親和性が保持されていた。そして抗癌剤への毒性試験の結果、PD-L1欠失細胞は野生型細胞と比べ、DNA傷害性抗癌剤への感受性が増強することを示す結果が得られた。これらの結果より、PD-L1欠失細胞では、DNA損傷においてもATRがDNA上に留まってしまい、DNA損傷シグナルを下流へと伝えることが出来ず、DNA修復や適正な細胞周期制御が出来ずに細胞死が誘導されやすくなることが示唆された。
Research Progress Status	翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。