| Project/Area Number |
22K07965
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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 53010:Gastroenterology-related
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
森 義徳 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 准教授 (80468248)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保田 英嗣 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 准教授 (30405188)
片岡 洋望 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (40381785)
青山 峰芳 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 教授 (70363918)
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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 |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | Reovirus / exosome / DDS / reovirus / GIST / 腫瘍溶解性ウイルス / Drug delivery system |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では間葉系幹細胞(Mesenchymal Stem Cell: MSC）を用いたウイルスのDrug delivery system (DDS)の開発を目指す。MSCは生体から拒絶反応を受ける確立が低く、腫瘍への集積性を有することから、ウイルスを効率よく腫瘍に届けるDDSとしての機能が期待できる。さらにウイルスに感染したMSC由来のエクソソームはウイルス感染の促進作用があり、がん治療への応用が期待される。本研究では、消化管間葉系腫瘍を対象に、腫瘍溶解性ウイルス、レオウイルスを用い、 MSCのDDSとしての有用性、ウイルスに感染したMSCが放出するエクソソームの抗腫瘍効果を検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、ヒト脂肪由来間葉系幹細胞（hAD-MSC）に感染させた腫瘍溶解性レオウイルス（reovirus）が分泌するsmall extracellular vesicles（sEVs）を薬剤送達システム（DDS）として応用するための機能的評価を中心に行った。まず、hAD-MSCにレオウイルスを感染させ、精製したsEVs（sEVs-reo）を電子顕微鏡およびナノ粒子トラッキング解析で形態学的・物理化学的に評価した。sEVs-reoは、直径約130nmの粒子であり、内部に電子密度の高い構造（ウイルス粒子）を内包していた。Western blotおよびRT-PCRにより、sEVs-reo内にreovirusの構成蛋白（σ1, μ, λ）およびL3セグメントのRNAが含まれることが確認された。次に、ヒト大腸がん細胞株HCT116およびSW480に対するsEVs-reoの抗腫瘍効果をWST-8アッセイおよびcaspase 3/7活性測定により評価した。その結果、sEVs-reoは濃度依存的にがん細胞の生存率を抑制し、アポトーシスの誘導が確認された。特にHCT116においては、sEVs-reoが4時間で細胞内に取り込まれ、従来のreovirusよりも迅速な細胞内移行が示唆された。さらに、reovirusの中和抗体（抗σ1抗体およびreovirus感染マウス由来血清）存在下においてもsEVs-reoは有意な腫瘍抑制活性を保持しており、sEVsによる免疫回避効果が示唆された。また、CRISPR/Cas9により作製したJAM-Aノックアウト大腸がん細胞に対してもsEVs-reoは有効性を示し、通常reovirusが感染困難な細胞にも作用可能であることが明らかとなった。本成果により、sEVs-reoは免疫中和回避およびJAM-A非依存的ながん細胞送達を可能とする、次世代型の腫瘍溶解性ウイルスDDSとしての可能性が実証された。
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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
本年度は、レオウイルスのDDSとしてのexosomeの有効性を、中和抗体に対する防御作用、がん細胞への取り込みの促進作用、また、レオウルスへの耐性を獲得した大腸がん細胞に対する殺細胞効果などの点から検証することができ、今後の動物実験への進展につながる成果が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究により、間葉系幹細胞由来sEVsがレオウイルスの送達担体として有効であり、中和抗体の影響回避やJAM-A非依存的な腫瘍細胞への作用が可能であることが明らかとなった。今後は、免疫応答や腫瘍微小環境への影響を評価するin vivo解析を進めるとともに、腫瘍指向性を高めるためのsEVs表面修飾技術（抗体やリガンドの導入）の開発を行う。また、生産のスケーラビリティや品質管理の観点から、バイオリアクターを用いたsEVs製造プロセスの最適化にも着手し、臨床応用を見据えた前臨床試験の準備を進める予定である。
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