| Project/Area Number |
22K07694
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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 52040:Radiological sciences-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
高橋 豊 大阪大学, 大学院 医学系研究科, 教授 (40353461)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武島 嗣英 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 重粒子線治療研究部, 主幹研究員 (10360950)
西尾 禎治 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (40415526)
小泉 雅彦 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教授 (90186594)
皆巳 和賢 大阪大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (90634593)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥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: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 放射線 / アブスコパル効果 / 腫瘍免疫 / 同所移植 / 骨肉腫 / 膵管癌 / 免疫微小環境 / 免疫チェックポイント阻害剤 |
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| Outline of Research at the Start |
我々はこれまでに、難治性腫瘍である骨肉腫、膵管癌を対象に、両脚皮下移植マウスモデルを用いた免疫チェックポイント阻害剤 (ICI)と放射線（X線、または炭素線）との併用効果を研究を行い、高線量の単回、または寡分割照射との同時併用により、免疫介在性の遠隔転移制御が得られることを明らかにしてきた。本申請課題では同所移植マウスモデルを用い、これまでの皮下移植モデルよりも臨床に近い状況、すなわち、がん関連線維芽細胞（間質）や治療による線維化が再現される腫瘍免疫環境変化に焦点を当て、X線及び重粒子線とICIの併用による効果的な遠隔転移制御を目指した最適な併用指標を解明し、新たな治療戦略の提供を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は骨肉腫、膵管癌を対象に、両脚皮下移植マウスモデルを用いた免疫チェックポイント阻害剤 (ICI)と放射線（X線、炭素線）との併用により、高線量の単回、または寡分割照射との同時併用により、免疫介在性の遠隔転移制御が得られることを明らかにしてきた。本申請課題では同所移植マウスモデルを用い、より臨床に近い系における腫瘍免疫環境変化に焦点を当て、放射線とICIの併用による治療戦略を解明することを目的としている。今年度は主に以下の3点を検討した。
①マウス骨肉腫LM8細胞をマウスの腓骨に移植し、放射線照射の有無による腫瘍内の免疫環境の解析
②重粒子線とICIの併用による効果解析における膵管癌の同所移植モデルと比較データ（皮下移植モデル）
③CAFの誘導
①について、動物用MRIにより骨肉腫同所移植の腫瘍病変を同定できた。腫瘍免疫環境の解析を16 Gy単回照射と8 Gy x 3回照射を行ったところ、8 Gy x 3回照射で腫瘍内の活性化樹状細胞、細胞傷害性T細胞 (CTL)が増加した。一方、制御性T細胞 (Treg)は16 Gy単回、8 Gy x 3回照射双方で増加していた。このことは、8 Gy x 3回照射とICIを組み合わせることによって、抗腫瘍効果が増強される可能性を示唆している。②について、皮下移植モデルでは、炭素線とICIにより、光子線に比べ、より低い線量の寡分割照射によってアブスコパルが誘導され、抗腫瘍性であるCTLと腫瘍促進性のTregの存在比が増加傾向にあるデータを得た。また、RNAシーケンスにより、細胞傷害性に関与する遺伝子、自然免疫に関与する遺伝子が増加し、逆に免疫細胞の疲弊に関与する遺伝子も発現していた。このことはアブスコパル効果を支持するとともに、新たな標的が存在することを示唆している。③について、現在CAFの誘導を試みているが、試行錯誤を繰り返している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
同所移植のために樹立したルシフェラーゼを遺伝子導入した骨肉腫細胞株(LM8-Luc)と、これまでに私たちが腫瘍免疫関連研究で使用してきた野生株(LM8-WT)で全く異なる放射線感受性を有していることが判明したため、野生株を用いた実験を進めることにした。そのため、特に腫瘍内免疫環境を解析するために設定するタイムポイントの設定に時間を要した。動物用MRIにより腓骨に腫瘍を移植した腫瘍の大きさが測定可能なことがわかったため、今後は研究が進むと思われる。する方。また、膵管癌モデルに関しても、動物実験施設の改修工事に伴い、ウィルスベクターを用いてルシフェラーゼを安定発現させた膵管癌細胞を移植したマウスを、当初予定していた蛍光イメージングを取得した後に再び飼育室に戻すことが困難であることから、実験系を再検討する必要が生じた。そのため、in vitroでCAFを誘導し、CAFと放射線の関連性をin vitroで検討、その後混合腫瘍をマウスの皮下に移植する方針とした。大きく方針転換を行うことになったが、同所移植モデルの対照となる皮下移植モデルについてはデータが順調に得られているため、やや遅れている状況と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
骨肉腫細胞の同所移植モデルに関しては、腫瘍生着から骨破壊までのタイムラインが把握できたため、今後はより順調に研究が進むと思われる。また、動物用MRIの撮影と、撮影後に飼育室にマウスを戻すことも可能となったため、より効率的に研究が進むと思われる。
また、膵管癌モデルに関しては、CAFと膵管癌細胞の共培養モデルに切り替えて研究を行うことで、目的が達成できると考える。具体的には、脂肪組織由来間葉系幹細胞と膵管癌細胞の共培養によりCAFを誘導し、そのCAFと膵管癌細胞を混合したモデルで同所移植ライクな実験系の構築を試みており、順調に進んでいる。このモデルを用い、in vitroにおける放射線に対する応答、in vivoにおける免疫応答や腫瘍内微小環境の変化、ICIと重粒子の併用による局所及びアブスコパル効果等を明らかにしていく予定である。
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