Development of a new strategy to treat cancerous peritonitis

• Project/Area Number: 21K19934
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: Kawasaki Medical School
• Principal Investigator: 永坂 岳司 川崎医科大学, 医学部, 准教授 (30452569)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 佳之 川崎医科大学, 医学部, 教授 (10230377) ; 岡脇 誠 川崎医科大学, 医学部, 講師 (40509254) ; 谷岡 洋亮 川崎医科大学, 医学部, 講師 (40775491)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 癌性腹膜炎 / 癌免疫 / メチル化 / 脱メチル化

Outline of Research at the Start

T細胞抑制レセプター（IR）は抗原暴露された瞬間から発現することが知られており、IRs発現の有無だけでは、T細胞がEffector stage にいるのか、Exhausted stageにいるのかを判断できない。我々は、DMR methylation patternを検出することにより、T細胞のstagingが可能となると考えている。
本研究では、腹水中T細胞を脱メチル化剤と共に培養を行い、Exhausted CD4/CD8T細胞を再活性化へと誘導することによる難治性癌性腹水患者への新規治療法の開発、T細胞のstagingを可能とするmethylation pattern検出技術の開発を試みる。

Outline of Annual Research Achievements

癌性腹水中のCD4/CD8T細胞は、癌抗原に長期曝露されているため、末梢血中CD4/CD8T細胞よりも高頻度にPD1等のT細胞抑制レセプター(IRs)を発現しているだけでなく、より疲弊した状態（Exhausted）に移行していると考えられる。Exhausted stageのCD4/CD8T細胞は、IRsを抑制するImmune-checkpoint-blockade(ICB)に不応な状態となっており、ICBの奏功を期待することは出来ない。本研究は、腹水中に存在するT細胞を脱メチル化剤と共に培養を行い、Exhausted CD4/CD8T細胞を再活性化へと誘導することによる難治性癌性腹水患者への新規治療法の開発を行うと共にT細胞の活性化状態を予測可能とするmethylation pattern検出によるT cell staging技術の開発を試みる。現在までに、T cell staging検出技術の最適化を行った。IFNγ/TBX21/PD1/TCF7/CCR7 DMR methylation patternを最初のT cell staging biomarker候補に、重要DMR領域の検討を行ったところ、IFNを除くTBX21/PD1/TCF7/CCR7が最終候補となった。このDMR methylation patternを切除進行再発胃癌患者22名の治療前後の血液サンプルのFACSによるCD3+CD8+PD1+/CD3+CD8+PD1-/CD3+CD4+ PD1+/CD3+CD4+PD1-のリンパ球の分離を行い、その各分画においてDMR methylation patternの検証を行っている。尚、この22例中12例がICB投与前後のリンパ球分画の検討が可能であった。今後は、腹水中リンパ球に対し、まず、このDMR methylation patternの検証を行う。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究は、ヌードマウスに腹水癌細胞CDXを移植し、併せてDACを培地に加えた腹水中培養リンパ球とICB併用による抗腫瘍効果の検討と、T cell stagingの検証である。マウス実験前に最適化が必要なT cell stagingのためのマーカー解析技術の構築・最適化の遅れのためによるマウスを用いた実験の導入が少し遅れている。現在は、T cell stagingのためのマーカー解析技術の構築・最適化も終了している。この最適化の結果、IFNを除くTBX21/PD1/TCF7/CCR7がT cell stagingの候補バイオマーカーとなっている。胃癌患者と健常人の末梢血リンパ球全体の解析では、驚くべきことに、胃癌患者におけるPD1/CCR7　DMRは有意差をもってメチル化割合が高く（P<.0001）、TCF7 DMRは有意差をもってメチル化割合が低い （P＝0.03）という結果を得ている。

Strategy for Future Research Activity

胃癌患者と健常人の末梢血リンパ球全体の解析にて明らかに異なるDMR methylation patternを呈したPD1/TCF7/CCR7に加えTBX21も共に、FACSによるCD3+CD8+PD1+/CD3+CD8+PD1-/CD3+CD4+ PD1+/CD3+CD4+PD1-のリンパ球の分離を行い、その各分画においてDMR methylation patternの検証を今後も鋭意行う予定である。
また、癌性腹水患者から採取された腹水リンパ球のDMR methylation patternの検証を行い、かつ、DACを加えて培養した腹水リンパ球DMR methylation patternの検証も行い、DMR methylation patternの変化を確認する予定である。また、この研究と平行して、ヌードマウスに腹水癌細胞CDXを移植し、DACを培地に加え培養した腹水中リンパ球を投与し、ICB併用による抗腫瘍効果の検討を行う。

Research Products

• [Journal Article] Phase 3 trial of sequential versus combination treatment in colorectal cancer: The C-cubed study (2022)
  • Author(s): Ryo Inada, Takeshi Nagasaka, Mototsugu Shimokawa, Hitoshi Ojima, Shingo Noura, Hiroaki Tanioka, Yoshinori Munemoto, Yasuhiro Shimada, Keiichiro Ishibashi, Yoshiaki Shindo, Hideyuki Mishima, Masasumi Okajima, Yoshiyuki Yamaguchi
  • Journal Title: European Journal of Cancer Volume: 169 Pages: 166-178
  • DOI: 10.1016/j.ejca.2022.04.009
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Technique of vessel-skeletonized parenchyma-sparing hepatectomy for the oncological treatment of bilobar colorectal liver metastases. (2022)
  • Author(s): Umeda Y, Nagasaka T, Takagi K, Yoshida R, Yoshida K, Fuji T, Matsuda T, Yasui K, Kumano K, Sato H, Yagi T, Fujiwara T.
  • Journal Title: Langenbecks Arch Surg. Volume: 407 (2) Issue: 2 Pages: 685-697
  • DOI: 10.1007/s00423-021-02373-9
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Concordance of acquired mutations between metastatic lesions and liquid biopsy in metastatic colorectal cancer. (2021)
  • Author(s): Taniguchi F, Nyuya A, Toshima T, Yasui K, Mori Y, Okawaki M, Kishimoto H, Umeda Y, Fujiwara T, Tanioka H, Yamaguchi Y, Goel A, Nagasaka T.
  • Journal Title: Future Sci OA. Volume: 7 (10) Issue: 10
  • DOI: 10.2144/fsoa-2021-0059
  • NAID: 120007170517
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Clinical and epigenetic features of colorectal cancer patients with somatic POLE proofreading mutations. (2021)
  • Author(s): Kawai T, Nyuya A, Mori Y, Tanaka T, Tanioka H, Yasui K, Toshima T, Taniguchi F, Shigeyasu K, Umeda Y, Fujiwara T, Okawaki M, Yamaguchi Y, Goel A, Nagasaka T.
  • Journal Title: Clin Epigenetics. Volume: 13 (1) Issue: 1 Pages: 117-117
  • DOI: 10.1186/s13148-021-01104-7
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] RAS/RAF/Microsatellite statusに間葉型を加えた新しいサブタイプによる大腸癌のPrecision Medicine (2022)
  • Author(s): 矢野修也, 重安邦俊, 谷岡洋亮, 山崎泰史, 河内麻里子, 平沢晃, 武田正, 香川俊輔, 藤原俊義, 永坂岳司
  • Organizer: 第19回日本臨床腫瘍学会学術集会
• [Presentation] MLH1 Methylation およびBRAF V600E 変異同定DNA chip によるリンチ症候群除外診断技術の確立 (2021)
  • Author(s): 永坂岳司
  • Organizer: 第76回日本大腸肛門病学会学術集会
• [Presentation] 胃癌ニボルマブ投与による末梢血 PD1CD8 陽性 T リンパ球変化は効果予測となりうる (2021)
  • Author(s): 谷岡洋亮, 永坂岳司, 堅田洋佑, 岡脇誠, 山村真宏, 山口佳之
  • Organizer: 第 59 回日本癌治療学会学術集会
• [Presentation] リンチ症候群鑑別診断用DNA Chip (ジーンシリコン)の開発について (2021)
  • Author(s): 永坂岳司
  • Organizer: 第42回癌免疫外科研究会
  • Invited