乳癌微小環境におけるアンドロゲン受容体シグナルによる免疫応答制御機構の解明

• Project/Area Number: 22K07156
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 50010:Tumor biology-related
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 花村 徹 東海大学, 医学部, 講師 (00532053)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 乳癌 / ZAG / Androgen Receptor / 腫瘍免疫 / アンドロゲンシグナル

Outline of Research at the Start

複数の癌に対し免疫チェックポイント阻害剤（ICI)の臨床効果が確認され、現在腫瘍免疫は非常に注目されている。しかし乳癌に対するその効果は限定的で腫瘍免疫をコントロールする何らかの乳癌特有なメカニズムの存在が疑われる。アンドロゲン受容体（AR）シグナルは乳癌において腫瘍免疫を抑制する可能性があるがそのメカニズムの詳細はわかっていない。本研究ではARシグナルによりコントロールされている様々な因子と免疫系との関連やこれらの相互作用を解析することで、乳癌において腫瘍免疫のコントロールを担っているメカニズムを明らかにし、腫瘍免疫を応用した新しい治療戦略の開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

乳癌におけるアンドロゲン受容体(AR)シグナルによる腫瘍免疫制御機構の詳細を明らかにするべく①In-silico解析によるAR下流の候補因子の抽出、②候補因子と乳癌組織内免疫細胞組成との関連性の検証、③In-vitro解析による候補因子の免疫学的機能の検証を行った。①以前同定した乳癌における複数のAR依存性分泌蛋白のうちAZGP1にコードされるAlpha-2-glycoprotein 1, zinc-binding (ZAG)に着目して解析を進めた。大規模乳癌コホート由来遺伝子発現データを用いた遺伝子セット濃縮解析（GSEA）とCIBERSORTアルゴリズムを用いた推定腫瘍内免疫細胞組成解析の結果、AZGP1発現は乳癌において免疫抑制的フェノタイプ、特にMacrophage(Mφ） M1, NK activated, T cell CD4 memory activated, T cell CD8の腫瘍浸潤が少ないこと関連した。②乳癌組織においてIHC評価でのZAG発現はflow cytometry評価でのMφ, CD16+Monocyte, Myeloid-derived suppressor cellsの腫瘍浸潤が少ないことと相関した。③上記の結果から、ZAGの一次票的をMφと想定、ヒトPBMC由来Mφ初代培養細胞に対するZAGの作用を検証したところ、ZAGはM1分化モデル系においてM1分化マーカー（CD80）,M2分化マーカー（CD163, MRC1）及びHLA Class1,2発現を、M2分化モデルにおいてM2分化マーカー発現を低下させた。乳癌においてAZGP1/ZAG発現は免疫抑制的フェノタイプ、特にMφの腫瘍内浸潤が少ないことと関連し、in-vitro解析でMφの分化とHLA発現に影響したことからこれを新規免疫制御因子として注目し、さらなる機能解析を行いたい。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の計画では上記①In-silico解析による候補因子の抽出、②候補因子と乳癌組織内免疫細胞組成との関連性の検証、③In-vitro解析による候補因子の免疫学的機能の検証を２年間で行い、残りの1年をデータ整理、論文作成に当てる予定であった。現状ですでに論文作成に必要最低限のデータの取得が完了、論文の初稿も完成しており近日中に投稿予定である。論文Revise時の追加実験、論文投稿費用に残りの科研費を当てる他、残りの研究計画期間は下記のごとく発展的な解析や補足データの収集を見込んでいる。

Strategy for Future Research Activity

上記の通り、ARシグナルによる腫瘍免疫制御機構のメディエイターとして着目したZAG蛋白は乳癌組織において、免疫抑制的なフェノタイプと相関し、PBMC由来Mφの分化、HLA発現に一定の影響を与えることが確認できた。引き続き、乳癌細胞由来のZAGがMφに与える影響を検証すべく、ZAGノックアウト乳癌細胞株を用いた実験を計画中である。また、上記の解析の結果ZAGの標的候補として次点であった、NK細胞やT細胞に関しても同様にPBMC由来初代培養系を構築し、これに対するZAGの作用を検証する見込みである。
ZAG蛋白が免疫細胞に抑制的な作用を持つことがここまでの解析結果から強く示唆される。今後は新たに研究費を取得し、発展的な研究としてZAG蛋白が免疫系に作用する際の具体的な分子メカニズムについて解析したいと考えている。この点を明らかにすることでZAGの免疫チェックポイント分子としての意義を確立し、治療標的として応用することを目指したい。

Research Products

• [Presentation] 乳癌におけるAndrogen Receptor発現と腫瘍微小環境における免疫学的プロファイルに関する探索研究 (2022)
  • Author(s): 花村 徹,北野 滋久,各務 博,山下 万貴子,横山 梢,寺尾 まやこ,津田 万里,岡村 卓穂,熊木 伸枝,穂積 勝人,原田 直樹,岩 本 高行,本田 周子,黒住 献,新倉 直樹
  • Organizer: 第29回日本乳癌学会学術総会
• [Presentation] Hormone receptor expression is associated with specific immunological profiles in the breast cancer microenvironment (2022)
  • Author(s): Toru Hanamura, Shigehisa Kitano, Hiroshi Kagamu, Makiko Yamashita, Mayako Terao, Takuho Okamura, Nobue Kumaki, Katsuto Hozumi, Takayuki Iwamot, Chikako Honda, Sasagu Kurozumi, Naoki Niikura
  • Organizer: San Antonio Breast Cancer Symposium