免疫チェックポイント阻害剤の課題克服を目指した腫瘍特異的T細胞の解析
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22K08424
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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 53050:Dermatology-related
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
猪爪 隆史 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (80334853)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
冨樫 庸介 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (80758326)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | メラノーマ / TIL / 免疫チェックポイント / 腫瘍特異的T細胞 / 粘膜型メラノーマ / 末端黒子型メラノーマ / 抗PD-1抗体 / single cell RNA sequence |
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| Outline of Research at the Start |
抗PD-1抗体は3-4割のメラノーマ患者に奏効するが、免疫関連有害事象も発生する。したがってがんに反応するT細胞だけを活性化する方法の開発が重要である。本研究ではメラノーマ組織中のがんに反応するT細胞を同定してその性質と機能を細胞１個のレベルで分析し、それらに特徴的な分子を探索する。こうした分子群は鋭敏なバイオマーカーとなり、またがんに反応するT細胞のみを選択的に活性化する治療の標的となる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
抗PD-1抗体は3-4割のメラノーマ患者に奏効するが、一定割合で免疫関連有害事象も発生する。したがって、治療前に効果を予測するバイオマーカーの探索および効果と副作用の差別化が重要課題となる。本研究では代表者らのグループが専門とする、メラノーマ組織中の腫瘍特異的T細胞を同定してその性質と機能を分析する技術を駆使し、腫瘍内の腫瘍特異的T細胞に発現する特徴的な分子を探索する。本研究の特徴は代表者が持つメラノーマ組織中の腫瘍特異的T細胞を同定する技術と研究分担者が持つ単細胞RNA解析技術を融合して、腫瘍特異性が担保されたT細胞クローンの特徴をin vivoに近い状態で網羅的に解析する点である。同定された分子群は鋭敏なバイオマーカーとなる可能性がある。またそれらの分子の機能を解析し、アゴニストやアンタゴニストによって活性化すべきT細胞のみを選択的に活性化する方法を開発し、次世代がん免疫療法の開発を目指す。本計画では特に、腫瘍特異的T細胞の解析が世界でもほとんど進んでいない粘膜型、末端黒子型、先天性母斑由来型にフォーカスして解析を進めている。これらの病型について各2-3症例程度の網羅的解析を行って有用な分子を探索し、最終的には各病型20-50例の免疫染色によって一般的な傾向、有用性を検証する。今年度は可能な限り多くの進行期メラノーマ患者の体表転移 (主に粘膜型、末端黒子型、先天性母斑由来型)を切除してTumor digestを作成保存すること、tumor digestからがん細胞株と浸潤T細胞株を樹立して、それらの共培養によりがん細胞株に反応するT細胞クローンを多数樹立すること、増殖させた各T細胞クローンからmRNAを抽出し、5’RACE PCRによって可能な限り多くの腫瘍特異的T細胞受容体(TCR)遺伝子配列を同定すること、を重点目標として研究を実施した。
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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
今年度までに、粘膜型メラノーマ4例、末端黒子型メラノーマ7例、先天性母斑由来1例（合計12例）について、切除された新鮮腫瘍よりtumor digestを作成、保存した。
そのうち６例において、培養がん細胞（オルガノイド、primary cultureを含む）と浸潤T細胞株のペアを樹立した。そして全ペアにおいて、共培養により自己がん細胞に対する浸潤T細胞の存在を確認できた。さらに２例については、腫瘍特異的T細胞クローンを多数樹立し、それぞれのTCR遺伝子配列まで同定できた。そこで、それらのtumor digestからT細胞を抽出して単細胞 RNA/ TCR解析し、クラスタリングを行った。その結果、樹立した腫瘍特異的T細胞クローンが集積するクラスターの存在を確認できた。このクラスターにはPD-1, LAG3などの疲弊マーカーと呼ばれる分子が高発現されており、さらにCD39やCD103, その他の腫瘍特異的T細胞では機能が十分に判明していない分子も含まれていた。現在これらの分子の腫瘍特異的T細胞における機能を、in vitroの実験系で検証中である。
以上から、検体採取と処理については予定よりも進捗しており、今後も研究期間全体を通じて継続する予定である。Tumor digestの単細胞 RNA/ TCR解析によるクラスタリングと腫瘍特異的TCRの投影による重要なクラスターの同定、も２例完遂しており、２例ともに共通する特徴を確認できた。重要なクラスターに選択的に発現される分子群のピックアップとそれらの機能検証について、来年度以降に実施する。
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| Strategy for Future Research Activity |
Tumor digestはコンスタントに採取されているが、高価な単細胞 RNA/ TCR解析を頻回に実施するのは困難である。そのため深い解析が可能となる培養腫瘍細胞と腫瘍特異的T細胞クローンがセットで樹立できた症例に限って実施している。これまでにこのセットが揃ったのは2/12例であるため、さらに多くの腫瘍検体を積極的に入手してセットの樹立を試みる。可能な限り多くの検体を処理して必要な材料を準備しつつ、網羅的解析も追加で実施してゆくのが今後の課題の一つであり、これまで通り進めてゆく。
一方で、ピックアップされた各候補分子についての、腫瘍特異的T細胞における機能解析や、腫瘍特異的T細胞をソーティングするためのマーカーとしての有用性の検証、免疫チェックポイント阻害剤の効果との関連を検証する免疫染色、などはこれからの課題である。これらのin vitro実験システムは代表者が多くの実績を重ねてきたものであり、確実に遂行できる。当施設だけでは実施困難なバイオインフォマティクス解析については、分担者の千葉県がんセンター研究所、冨樫庸介部長、共同研究者の京都大学大学院医学研究科免疫ゲノム医学講座、谷口智憲講師と連携しながら推進する予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(9 results)
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[Presentation] Mixed response to cancer immunotherapy is driven by intratumor heterogeneity and differential inter-lesion immune infiltration2022
Author(s)
Takashi Inozume, Takao Morinaga, Masahito Kawazu, Shusuke Kawashima, Takehiro Ohnuma, Yukiko Kiniwa, Yu Kawahara, Yoshiyasu Umeda, Yasuhiro Nakamura, Tatsuyoshi Kawamura, Kazuo Yamashita, Yutaka Suzuki, Hiroyoshi Nishikawa, Yosuke Togashi
Organizer
The 47th Annual Meeting of the Japanese Society for Investigative Dermatology
Related Report
Int'l Joint Research
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