抗PD-1抗体療法におけるCXCL2による腫瘍免疫制御機構の解明

• Project/Area Number: 20K16317
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 50010:Tumor biology-related
• Research Institution: Kurume University
• Principal Investigator: 松尾 規和 久留米大学, 医学部, 助教 (80839001)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2022: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000); Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: PD-1 / PD-L1 / 免疫チェックポイント阻害剤 / CXCL2 / CXCR2 / 抗PD-1抗体

Outline of Research at the Start

先行研究において、抗PD-1抗体療法中の末梢血中CXCL2の治療前後の変化が抗PD-1抗体の治療効果と関連している事が報告されている。しかし、抗PD-1抗体療法中に末梢血中 CXCL2濃度が変動するメカニズムと、CXCL2が抗PD-1抗体療法中の腫瘍微小環境における免疫応答に与える影響については不明な点が多い。上記について、腫瘍移植マウスモデルを用いた実験と、抗PD-1抗体療法を行った症例の臨床検体を用いた研究で解析を行い、抗PD-1抗体療法の新たな治療戦略構築につなげたいと考えている。

Outline of Annual Research Achievements

がん細胞株を用いたCXCL2の癌細胞成長へ与える影響の確認：17種類のがん細胞株（PC9, H1975, H1993, HCC827, 11-18, A549, LK87, H2228, H3122, EBC-1, Calu-1, LC-1, PC-10, H226, QG56, H28, H2452）におけるCXCL2分泌を、培養上清に対してCXCL2のELISA kitを用いることで解析を行った。CXCL2分泌はH2228, H3122, LC-1, H2452で高値であったが、H1975, H1993, 11-18, PC-10, QG56からの分泌を認めなかった。また、各がん細胞株におけるCXCR2発現をWestern Blottingを用いて確認した。CXCR2はPC-9, H1993, 11-18, H3122, EBC-1, Calu-1において強発現しており、LK-87, H2228, LC-1, PC-10, H28, H2452では発現していなかった。CXCR2発現を認めたがん細胞株にCXCL2リコンビナント蛋白を加え、MTTアッセイによる細胞増殖能評価を行ったが、CXCL2は癌細胞増殖に影響を及ぼさなかった。
Wild type mouseにおいて高PD-1抗体投与は末梢血中のCXCL2濃度に影響しなかった。腫瘍移植マウスモデルにおけるCXCL2動態と腫瘍微小環境における免疫細胞プロファイルの解明：C57BL/6マウスを用いたMC38結腸癌モデルに対して、抗PD-1 抗体を投与し、良好な腫瘍制御効果を認めた。抗 PD-1 抗体投与前後のCXCL2変化は投与後の腫瘍容積と相関していた。フローサイトメトリーにて治療終了時の脾臓ならびに腫瘍組織内のMDSC発現を確認した。PD-1抗体投与群では非投与群に対して脾臓におけるMDSC発現が有意に低下していた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

C57BL/6マウスを用いたMC38結腸癌モデルに対する抗PD-1抗体投与実験とフローサイトメトリーを用いた実験は上記の如く進捗している。再現性を得るための実験中であり、実験遂行はやや遅れている状態と判断した。

Strategy for Future Research Activity

現在遂行中である再実験を速やかに終了する。その後、研究計画の予定通りにヒト組織検体を用いた抗PD-1抗体療法治療前後における腫瘍微小環境とCXCL2動態 の関係解析を遂行する。