疲弊抵抗性CAR-Tと幹細胞様メモリーCAR-Tによるがん治療

• Project/Area Number: 22K07249
• 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: Mie University
• Principal Investigator: 王 立楠 三重大学, 医学系研究科, 助教 (00589484)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 加藤 琢磨 名古屋大学, 医学系研究科, 特任教授 (60224515)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: N-acetyl-cysteine(NAC) / ROS / GSH / 疲弊抵抗性のCAR-T / 幹細胞様メモリーT細胞(Tscm) / GSH前駆物質 / CAR-T / low Δψm/high mitomass

Outline of Research at the Start

固形がんにおいては、輸注CAR-Tの低浸潤性やがん微小環境に於ける外因性の免疫抑制機構がその有効性を損なっている。加えて、がん微小環境の貧栄養・低酸素状態における慢性的・持続的な抗原刺激がミトコンドリア機能傷害を介してCAR-Tに疲弊を誘導し、内因性に抗腫瘍機能を損なうことも明らかになってきた。本研究では、CAR-T疲弊に着目し、細胞内抗酸化因子グルタチオン（GSH）によるミトコンドリア機能維持を介してCAR-Tを生体内で供給できるTscmを含むCAR-Tを調製する培養法を確立し、その高い抗腫瘍機能を明らかにする。さらに、疲弊抵抗性・幹細胞様性質を誘導・維持する分子メカニズムを明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、CAR-T疲弊に着目し、細胞内抗酸化因子グルタチオン(GSH)によるミトコンドリア機能維持を介して、（1）疲弊抵抗性のCAR-T、ならびに（2）高い自己複製能をもつ幹細胞様メモリーT細胞(Tscm) を誘導することで新鮮(疲弊していない)CAR-Tを生体内で供給できるTscmを含むCAR-Tを調製する培養法を確立し、その高い抗腫瘍機能を明らかにする。さらに、疲弊抵抗性・幹細胞様性質を誘導・維持する分子メカニズムを明らかにする。
22年度In vitro実験結果により、NAC処理後のCART細胞は対照粗（未処理）と比較して、INF-r発現、cytotoxicity機能が顕著に増加した。また、疲弊マーカー（PD-1、TIM-3、LAG-3）の発現が著しく低下した。さらに、reactive oxygen species (ROS)レベル低下ミトコンドリアの機能が強化された。
23年度NOGマウスを用いた膵がん同所モデル（実験計画）代わりに、マウスにおける背中に膵がん細胞担癌7日後、NAC添加・無添加CAR-T細胞は輸注した後、抗腫瘍機能 (腫瘍抑制、浸潤、生存性、ex vivoでのサイトカイン産生能)を比較した。
結果によりNAC添加したCAR-T細胞は腫瘍抑制が明らかに確認された。NAV無添加比べると、NAC添加輸注したCAR-T細胞は強く腫瘍抑制、浸潤、生存性が明らかに確認された。
一方、 調製直後、頻回抗原刺激後、腫瘍局所から回収したCAR-T、しかしながら、実験計画予想により高い自己複製能をもつ幹細胞様メモリーT細胞(Tscm)を誘導することは再現していなかった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

実験計画により23年度はNOGマウスを用いた膵がん同所モデルにおけるin vivo実験をすべきであったが、マウス膵臓に腫瘍細胞担癌が困難なため、なかなか成功できず、少し遅れている。

Strategy for Future Research Activity

24年度以降
（１）NAC添加CAR-Tに出現するlow Δψm/high mitomassを有する亜集団 をソートし、幹細胞的性質(分裂能、サイトカイン産生能)をhigh Δψ m/low mitomassを有する亜種団と比較する。
（２）NOGマウスを用いた膵がん同所モデルを挑戦する。