Functional analysis of cellular PD-L1 and the clinical application

Research Project

Project/Area Number	23K06681
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 50010:Tumor biology-related
Research Institution	St. Marianna University School of Medicine
Principal Investigator	仁平直江聖マリアンナ医科大学, 医学研究科, 講師 (40589470)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords	PD-L1 / 免疫チェックポイント
Outline of Research at the Start	癌細胞は免疫チェックポイント分子を介して免疫細胞へ負のシグナルを伝達し、免疫寛容を引き起こす。PD-L1は多くの癌細胞で高発現しており、免疫細胞に発現するPD-1と結合することで免疫寛容を引き起こす。近年、申請者らの研究によってPD-L1が細胞表面だけでなく核内にも局在していることが明らかとなってきた。臨床におけるPD-1/PD-L1抗体薬は多くの癌に有効で、予後の改善をもたらす。細胞膜上のPD-L1は抗体薬による抗腫瘍効果から回避できると考えられため、細胞内のPD-L1の機能を明らかにし、その機能を標的とした阻害剤を同定することができれば、抗腫瘍効果を増強させることができると期待される。
Outline of Annual Research Achievements	乳がんは罹患率・死亡率ともに一貫して年々増加していることから、早期診断法・治療法の確立が早急に必要であるとされている。近年の乳がん治療においては、ホルモン療法が効かず、悪性度の高いトリプルネガテイブ乳がんへの治療として免疫チェックポイント阻害剤の有効性が示されている。免疫チェックポイント分子PD-L1は多くの癌細胞で高発現が報告されており、T細胞上のPD-1と結合することで免疫寛容を引き起こす分子である。PD-L1はDNA損傷に伴い、細胞膜上から核内へと局在を変えることが知られているが、核内での機能はほとんど明らかとなっていない。核内のPD-L1の機能は免疫チェックポイント阻害剤では抑制することができない為、研究代表者らは核内PD-L1の機能とその分子制御機構を明らかにすることで、核内PD-L1を標的とした乳がん治療の確立を目指している。核内PD-L1の機能を明らかにするために、質量分析によって同定されたPD-L1新規結合分子の中から、DNA損傷応答因子ATRに注目して解析を行った。トリプルネガティブ乳がん細胞株の内在性PD-L1を欠失させると、DNA損傷によって引き起こされるCHK1のリン酸化が低下することを見出した。CHK1はクロマチン上に局在し、ATRからのシグナル伝達に寄与している。PD-L1の存在下/非存在下でのCHK1のクロマチン局在について比較を行なった結果、PD-L1の非存在下ではCHK1はクロマチンに局在できないことが明らかとなった。このことから、PD-L1はCHK1の細胞内局在を制御することでDNA損傷のシグナル伝達に寄与していることが示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 昨年度までの研究から、新たなPD-L1の核内機能を明らかにすることができた。そして現在、その生物学的意義を明らかにするための実験を進めている。学術会議での講演の際にも、研究領域の近い先生方からコメントをいただき、論文化に向けた最終仕上げに取り掛かっている。
Strategy for Future Research Activity	PD-L1によるCHK1の細胞内局在制御が核内のPD-L1によるものであることをより明確化にするために、PD-L1が核内移行できない条件下や変異体、核内以降の阻害剤を用いた実験を行う。また、DNA損傷を導入するために、これまではアドリアマイシンを用いていたが、放射線やNCSなどを添加した際の反応についても検討する。さらに、PD-L1の発現の低い癌にPD-L1を導入した際の反応についても検討する。