Identification of novel immune check point molecules in exhausted CD8+ T cells

• Project/Area Number: 21K07233
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
• Research Institution: Kagawa University (2022); Gunma University (2021)
• Principal Investigator: 矢島 俊樹 香川大学, 医学部, 教授 (20346852)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大瀧 容一 群馬大学, 医学部附属病院, 助教 (00625402) ; 塚越 真梨子 群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (60781317) ; 中澤 世識 群馬大学, 医学部附属病院, 助教 (60791978) ; 調 憲 群馬大学, 大学院医学系研究科, 教授 (70264025)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 疲弊化CD8T細胞 / 免疫チェックポイント分子 / 腫瘍免疫

Outline of Research at the Start

近年、抗PD-1/PD-L1抗体を用いて疲弊化CD8T細胞を活性化させる癌免疫療法が臨床応用されているが、その効果は限定的で、その克服には更なる新規免疫チェックポイント分子の探索が必要である。その探索には抗原特異的疲弊化CD8T細胞を単離し詳細に解析する必要があるが、通常のマウス腫瘍モデルではその細胞数が少なく困難である。
我々が確立したOT-Iマウスを用いたマウス腫瘍モデルでは、その細胞数が生体内の50倍程度まで誘導でき、その細胞を単離し誘導される遺伝子の網羅的解析、その細胞に対するモノクローナル抗体作成の二つの方法で新規免疫チェックポイント分子を探索し、新規癌免疫療法の開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、我々が独自に開発したマウス腫瘍モデルを用いて抗原特異的疲弊化CD8T細胞を単離し、遺伝子発現の変化を網羅的に解析し新規免疫チェックポイント分子を探索することを目的として研究をすすめている。
モデルでは、OT-Iマウス（OVA257-264特異的T細胞レセプタートランスジェニックマウス)の脾臓からナイーブCD8T細胞を単離しC57BL/6マウスに移入後、EG.7 （卵白アルブミン産生EL-4細胞）を皮下接種し、抗原特異的疲弊化CD8T細胞（疲弊化OT-I細胞）を誘導した。
昨年度までにOT-I細胞の誘導は腫瘍接種14日目でピークとなり活性化CD8T細胞が誘導され、21日目にはその細胞は機能的に低下し疲弊化CD8T細胞となっていることを見出している。
腫瘍接種14日目（活性化CD8T細胞）と21日目（疲弊化CD8T細胞）に脾臓におけるOT-I細胞をそれぞれセルソーターで単離した。6乗オーダーの解析に十分な数の細胞が単離できたが、RIN値が高く分解度が高く解析には至らなかった。死細胞を可能な限り少なくするため、単離の条件設定を変更し繰り返し行ったが、CAGEを行うためのRIN値が低い十分量なRNA量が取れなかった。そのため網羅的解析をCAGEで行うことは困難と判断した。そこでRNAシークエンスを用いた網羅的解析は可能であったため同方法で行うこととした。再度、投与前のナイーブOT-I細胞、14日目の活性化OT-I細胞、21日目の疲弊化OT-I細胞をそれぞれ単離した。RNAシークエンスを行うためのRNAの収量、RIN値が保たれていたため網羅的解析に提出した。得られたデータで活性化OT-I細胞と疲弊化OT-I細胞を比較し、発現上昇している遺伝子と発現低下している遺伝子をそれぞれ同定できた。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

施設が群馬大学から香川大学に移動したことにより実験の立ち上げに時間を要しやや遅れが生じた。

Strategy for Future Research Activity

我々のモデルで抗原特異的なナイーブCD8T細胞、活性化CD8Ｔ細胞、疲弊化CD8T細胞をそれぞれ単離することができ遺伝子発現の変化をRNAシークエンスで網羅的に解析できた。
これらの中で発現上昇したものと、低下したものの中から、疲弊化または活性化に関与する遺伝子をいくつか候補を決め、既知の蛋白であればその動態を検討しさらにその意義を明らかにするべく研究をすすめる。機能が明らかになっていない蛋白についてはその発現動態と意義を明らかにしていく。
さらに、疲弊化OT-I細胞を単離できたので、この細胞を用いて、モノクローナル抗体作成可能かラットへの免疫を試みる予定である。