Local and Abscopal Effects of Heavy Ion Beam Irradiation in Combination with Immunotherapy for Radioresistant Tumors
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23K07081
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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 |
小泉 雅彦 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (90186594)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 豊 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (40353461)
皆巳 和賢 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (90634593)
玉利 慶介 大阪大学, 大学院医学系研究科, 講師 (30718995)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 免疫療法 / 放射線療法 / アブスコパル効果 / 重粒子線 / 放射線抵抗性腫瘍 |
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| Outline of Research at the Start |
これまで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 (光子線、または重粒子線) との併用効果を研究してきた。ICI単独では効果が希薄でも、照射野局所病巣が根絶する高線量放射線との同時併用により、遠隔転移巣にまで免疫介在性の抗腫瘍効果が得られることを明らかにしてきた。本課題では、これまでに樹立してきた幹細胞性を有する放射線抵抗性株に対する局所及び遠隔巣への抗腫瘍免疫応答を惹起するための新規治療戦略の提案を試みる。先行研究で見出したICIとの強力な局所及び遠隔効果が得られている重粒子線の利用に着目して研究する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
【背景】これまでに私たちは、放射線と免疫チェックポイント阻害剤の併用により、膵癌や骨肉腫のような放射線抵抗性細胞に関しても高線量でアブスコパル効果が得られることを明らかにした。しかし、放射線抵抗性腫瘍を形成する細胞の中には高線量放射線治療後にも残存するような治療抵抗性腫瘍も存在する。このような抵抗性腫瘍に対する放射線免疫療法に関連した研究は行われていない。本研究では、放射線免疫療法の適応可能性を見据えた放射線治療抵抗性腫瘍細胞の樹立を行い、それぞれの細胞の特性の解析を行った。【方法】野生型（WT）のマウス膵管癌細胞 (Pan02) 及びマウス骨肉腫細胞 (LM8) を用いて、γ線をPan02に対しては12 Gyｘ5回、LM8に対しては10 Gy x 6 回を照射することにより、抵抗性腫瘍細胞（Res）の樹立を行った。 In vitro では抵抗性を評価するために、コロニーアッセイ、腫瘍免疫応答の評価をするためにIFN- betaの発現をq-PCRで解析した。In vivo にて樹立した放射線抵抗性細胞株の腫瘍増殖及び放射線感受性並びに遠隔転移能を評価するために、マウスの大腿部に腫瘍を接種し、有治療群（γ線 16 Gy）と無治療群に分けて腫瘍体積、生存率を経時的に測定した。【結果】コロニーアッセイの結果より、Pan02は放射線抵抗性を得られなかった。一方、LM8ではWTに比べResでは、生残率が有意に上昇した（2, 8, 16 Gyにてp <0.05）。IFN-βの発現はWTとResともに、高線量で有意に増加していた。(p< 0.05) 24時間後では、LM8-ResではWTに比べ、10, 16 Gy 照射により有意に発現が亢進していたが(p< 0.05)、48時間後ではWTの方が16 Gy 照射により有意に発現が亢進していた(p <0.05)。また、in vivo でも、LM8-Resは放射線抵抗性を獲得していた。【結語】放射線抵抗性腫瘍細胞の樹立に成功した。また、腫瘍免疫応答が24時間後にWTに比べて多く、高線量で多くなる細胞の特性を明らかにした。
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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
Pan02細胞では抵抗性株は樹立できなかったが、これはPan02細胞が元々放射線抵抗性であるためである可能性がある。一方、LM8では、放射線抵抗性の樹立に成功し、しかもIn vivo実験において、放射線抵抗性を示すだけでなく、転移を誘導しやすい形質になっていることが明らかになった。また、トリプルネガティブ乳癌に対しても同様に抵抗性株の樹立を行い、コロニー形成法で放射線抵抗性であることを確認した。以上より、研究は概ね順調に進行しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
トリプルネガティブ乳癌細胞の抵抗性株について、in vitroにおいて放射線抵抗性の原因となっている遺伝子をRNAシーケンスで同定し、抵抗性の原因を明らかにする。また、in vivoにおいても放射線抵抗性であることや、転移性、免疫応答性を明らかにする。そのうえで、炭素線とICIの併用による効果や、腫瘍内免疫微小環境がどのように変わるのかを光子線との比較のもとで明らかにする予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
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[Presentation] Ultra-high dose rate carbon irradiation impacts “eat me” signal.2023
Author(s)
S Katsuki, K Minami, K Ohniwa, M Yagi, S Shimizu, N Hamatani, M Takashina, Y Takahashi, T Kanai, K Ogawa, M Koizumi
Organizer
FLASH RADIOTHERAPY & PARTICLE THERAPY 2023
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