| Project/Area Number |
22K07228
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
三輪 啓志 三重大学, 医学系研究科, 産学官連携講座准教授 (00209967)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | CAR-T細胞 / エネルギー代謝 / 代謝改変 / 解糖阻害薬 |
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| Outline of Research at the Start |
CAR-T細胞の代謝を改変することにより、CAR-T細胞療法の有効性を向上させることを目指す。我々はこれまでに、低濃度の解糖阻害薬（2-deoxyglucose : 2-DG）を添加するとCAR-T細胞を抗原刺激時にγ-IFN産生が亢進することを見出した。その機序として想定される、糖新生→グリコーゲン生成、分解→ペントースリン酸回路活性化→NADPHの産生亢進（redox改善）によるＴ細胞疲弊の解除→エフェクター機能亢進、について検証する。さらに担癌マウスをCAR-T細胞で治療する際、2-DGを投与することで治療効果の改善が認められるかを検証し、代謝改変CAR-T細胞療法の臨床応用への可能性を追求する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
CAR-T細胞療法の有効性を向上するために代謝改変の可能性を検討している。具体的にはCAR T細胞がエフェクター機能を発揮するときに低濃度解糖阻害薬：2-deoxyglucose (2-DG)を添加することにより抗腫瘍効果を増強できるか否かを明らかにする。昨年度までの検討で、CD19 CAR-T細胞を抗原刺激時に2-DGを添加することにより、αβT細胞、γδT細胞ともにγ-IFN産生が増加することを明らかにした。
低濃度の解糖阻害によるγ-IFN産生亢進の機序として、糖新生→グリコーゲン生成、分解→ペントースリン酸回路活性化→NADPHの産生亢進→還元型グルタチオン増加（redox改善）によるＴ細胞疲弊の解除→エフェクター機能亢進 を想定している。グリコーゲン分解あるいはペントースリン酸回路の阻害薬を添加すると、αβT細胞では低濃度の解糖阻害によるγ-IFN産生亢進はキャンセルされた。ところが、γδT細胞では上記阻害薬を添加しても低濃度の解糖阻害によるγ-IFN産生亢進に影響はなかった。
細胞外フラックスアナライザーによる解析をおこなったところ、0.5mM 2-DG添加により、oxygen consumption rate (OCR) の上昇、spare respiratory capacity (SRC)の増加が認められ、ミトコンドリア機能が高まっていることが観察された。
またαβCAR-T細胞では、低濃度の解糖阻害によりCAR-T細胞中の活性酸素（ROS：H2DCFDAの蛍光強度で測定）の減少を認めた。
今後は、低濃度の解糖阻害によるγ-IFN産生亢進が標的細胞傷害に寄与しているかを観察する。また、同じ低濃度2-DGによる解糖阻害でもαβT細胞、γδT細胞で異なった機序によりγ-IFN産生亢進していることが明らかになったため特にγδT細胞での機序につき検討していく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
低濃度の解糖阻害によるγ-IFN産生亢進の機序として、グリコーゲン分解、ペントースリン酸回路の関与を想定していたが、αβCAR-T細胞ではそれぞれの阻害薬添加により低濃度の解糖阻害によるγ-IFN産生亢進はキャンセルされ、想定の妥当性が支持された。しかし、γδCAR-T細胞ではグリコーゲン分解、ペントースリン酸回路の阻害薬によるキャンセル効果は認められず、αβCAR-T細胞とは異なる機序が考えられた。今後の検討課題である。
低濃度の解糖阻害によるCAR-T細胞の代謝の変化（ミトコンドリアにおける酸化的リン酸化の亢進）を細胞外フラックスアナライザー（Seahorse）による解析で確認した。
αβCAR-T細胞では、低濃度の解糖阻害によりCAR-T細胞中の活性酸素（ROS：H2DCFDAの蛍光強度で測定）の減少を認め、GPIあるいは6-ANの添加で活性酸素減少効果はキャンセルされた。
以上、研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、低濃度の解糖阻害によるγ-IFN産生亢進が標的細胞の傷害活性につながっているかをin vitro さらには in vivo の系で検証していく。また、同じ低濃度2-DGによる解糖阻害でもαβT細胞、γδT細胞で異なった機序によりγ-IFN産生亢進していることが明らかになったため特にγδT細胞での機序につき検討していく。
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