REIC遺伝子がもたらす新たな消化管癌免疫療法

• Project/Area Number: 23K15043
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 53010:Gastroenterology-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 小橋 真由 岡山大学, 大学病院, 医員 (70972769)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: REIC/DKK3 / 免疫チェックポイント阻害剤 / 遺伝子治療 / 消化管癌 / 免疫チェックポイント阻害薬 / REIC / DKK-3

Outline of Research at the Start

REIC遺伝子治療は、様々な固形癌において癌細胞特異的なアポトーシス誘導と、腫瘍免疫誘導効果により抗腫瘍効果を示すことが報告されているが、消化管癌においては明らかでない。また、免疫チェックポイント阻害剤は、現在注目されている癌免疫療法であり、REIC遺伝子治療との併用が腫瘍免疫誘導効果を増強することが期待される。本研究では、第一に、消化管癌に対するREIC遺伝子治療の抗腫瘍効果を検証する。第二に、消化管癌における抗PD-1モノクローナル抗体併用REIC遺伝子導入治療による腫瘍免疫誘導効果について検討し、臨床応用可能な治療法の開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

消化管癌（胃、大腸、食道癌）は、固形癌の中でも罹患数、死亡数が共に高い悪性腫瘍であり、新規治療法の開発が求められている。Reduced expression in immortalized cells/dickkopf-3(REIC/DKK3; 以下REIC)遺伝子治療は、癌細胞特異的なアポトーシス誘導と、腫瘍免疫誘導効果により抗腫瘍効果を示す新たな癌治療として開発が進んでおり、前立腺癌をはじめとした様々な癌腫で有効性が報告されているが、消化管癌においては明らかでない。また、免疫チェックポイント阻害剤(Immune checkpoint inhibitor; ICI)は、近年様々な固形癌にて成果を挙げ適応が拡大されている癌免疫療法であり、その作用機序からREIC遺伝子治療と併用することによって腫瘍免疫誘導効果を増強し、更なる抗腫瘍効果が得られることが期待される。本研究では、第一に、消化管癌のREIC遺伝子治療の抗腫瘍効果を細胞実験、動物実験にて検証する。第二に、消化管癌における抗PD-1モノクローナル抗体併用REIC遺伝子導入治療による抗腫瘍効果の検証を行い、臨床応用可能な治療法の開発を目指す。
in vitro実験にて、複数のヒト胃癌細胞株に対するREIC遺伝子治療の抗腫瘍効果をMTTアッセイによって検証したが、概ね一定の抗腫瘍効果を得ることができた一方、細胞株によって効果の強弱があることが明らかとなった。また、in vivo実験にて、immunocompetent mouseを用い、大腸癌に対するAd-REIC+ICI（ペムブロリズマブ）併用療法による抗腫瘍作用の相乗効果の検証を開始したが、Ad-REIC、ICIの効果に個体差があり、個体数も少なく評価に不十分な結果となった。個体数を増やすとともに、初期腫瘍量や薬剤の至適容量を検討する必要がある。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度、予定していたin vitro 実験にて複数の細胞株に対するREICの遺伝子治療の抗腫瘍効果を検証できたとともに、ウェスタンブロッティングによるメカニズムの解明も同時に行っている。繊細な扱いが必要なAd-SGE-REIC製剤の感染効率が安定しないという問題点があったが、その都度感染力価を測定、確認しながら実験を行うことで対応した。In vivo実験については、上述のように、一定の効果を得られていないため、追加実験を継続している。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、それぞれの細胞株のGRP78、CAR、REICの発現をWestern blotting(Image analyzer GEヘルスケア製 Image Quant LAS4000)にて検証することによって、抗腫瘍効果との相関を検証する。また、予測した結果が得られない場合には、RNA-seq解析を用いた遺伝子発現を網羅的・定量的に解析することで、その効果に関わる遺伝子を検証する予定である。同時に、in vivo実験の評価が不十分のため、至適容量を検討したのち、個体数を増やしてデータを集める。その上で、免疫組織化学染色やFACSを用いることで、免疫細胞の分析を行い、免疫学的な観点から抗腫瘍効果に関わるメカニズムについても解明していく予定である。