2013 Fiscal Year Annual Research Report
ＨＬＡクラスＩ／ＩＩ分子結合ペプチド・結合モチーフの解析と免疫療法への応用
| Project Area | HLA polymorphism, disease and evolution |
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22133005
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
西村 泰治 熊本大学, 大学院生命科学研究部, 教授 (10156119)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
入江 厚 熊本大学, 大学院生命科学研究部, 講師 (30250343)
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| Project Period (FY) |
2010-06-23 – 2015-03-31
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| Keywords | HLAクラスI分子 / HLAクラスII分子 / がん抗原ペプチド / 細胞傷害性Ｔ細胞 / ヘルパーＴ細胞 / HLAトランスジェニックマウス / 腫瘍免疫 / がん免疫療法 |
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| Research Abstract |
① CTLとTh細胞を同時に誘導する強い抗腫瘍活性を持つ癌抗原ペプチドの同定(西村)
cDNAマイクロアレイ解析により同定した新規癌精巣抗原であり、肺癌、膵臓癌、膀胱癌に高頻度に高発現するKIF20Aを研究対象とした。日本人で頻度が高いHLAクラスII分子に結合すると推定されたKIF20A long peptide (LP)のうち、我々が同定したHLA-A2あるいはA24拘束性CTLを誘導するshort pepetide(SP)を内包し、かつTh1細胞を誘導できるLPを数種類同定した。LPのあるものはTh1細胞のみならず樹状細胞による交差抗原提示によりCTLをも活性化し、さらにSP単独と比較してCTL誘導能が高かった。さらに全く別の3種類のがん抗原SPの免疫療法を受けた口腔癌患者において、免疫療法後にKIF20A LP特異的Th細胞の免疫応答の有意な増強が観察された。
② HLA-DR4 transgenic mouse (Tgm)を利用したHLA-DR4拘束性マウスＴ細胞応答系の確立とHLA-DR4 Tgmに発生する大腸炎の解析 (西村、入江）
昨年度に日本人の約26％が所有するHLA-DR4 を発現するTgmを樹立した。今年度はHLA-DR4に結合すると推定される新規癌抗原ペプチドをこれらのマウスに免疫してHLA-DR4拘束性Th細胞を誘導できるものを同定した。また第3染色体にHLA-DR4が組み込まれたTgmのホモ接合体マウスが15週ごろより下痢と著明な体重減少を伴う大腸炎を自然発症することを見出した。大腸炎を発症したTgmでは、末梢血中のＴ・Ｂ細胞の著減、胸腺および脾臓の白脾髄の消失、大腸パイエル板の著減が観察された。また大腸粘膜固有層には多数の浸潤細胞、および抗HLA-DR抗体による強染色が認められた。
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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
KIF20Aは、多様な癌組織と胎生期の組織を含む24種類の正常臓器を対象とした、ゲノムワイドcDNAマイクロアレイ解析により、新規に同定した癌精巣抗原であり、肺癌、膵臓癌および膀胱癌の、ほぼ全例において高発現している。研究は予想以上に順調に遂行されており、肺癌、膵臓癌、膀胱癌ほかの多様な癌患者に、CTLのみならずCTLの誘導と記憶を促進するTh1細胞をも活性化できる、免疫療法に応用可能なKIF20A由来のLong peptidesを複数同定できた。また進行口腔癌患者を対象として、医師主導臨床研究として実施された、KIF20A short peptideを含まない3種類の新規癌抗原由来のSP免疫療法の第I/II相試験では、その安全性が確認され、約２０％の患者でOverall survivalの延長が観察された。このようなペプチド免疫療法を受けた癌患者において、癌細胞がKIF20Aを発現している患者では、免疫療法後にKIF20A由来のLPに反応するTh1細胞の増加が観察された点は、非常に興味ある観察である。おそらく癌抗原SPワクチンで誘導されたCTLが癌細胞を破壊し、癌細胞から放出されたKIF20Aが樹状細胞により処理され、Th1細胞に抗原提示し、これを感作して活性化したものと想定される。今後、Th1細胞の存在の有無と患者の予後との関連について、解析することは重要な研究課題であると共に、CTLのみならずTh1細胞をも活性化する癌抗原LPワクチン療法の有用性が期待できる。
HLA-DR4 Tgmにおける炎症性大腸疾患および種々の免疫異常の発症原因の解明については、transgeneによる遺伝子標的破壊の可能性と、過剰発現しているHLA-DR4遺伝子の免疫系に及ぼす影響の二つの可能性を考慮して、今後とも精力的に検討し炎症性大腸疾患の病因解明に資する研究成果の獲得を目指す。
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| Strategy for Future Research Activity |
① CTLとTh細胞を同時に誘導し、強い抗腫瘍活性を惹起する癌抗原ペプチドの同定(西村)
従来の研究に加えて、肝細胞癌あるいは膀胱癌に高発現する新規の癌胎児性あるいは癌精巣抗原である、Glypican-3, DEPDC1およびMPHOSHP1を解析対象とする。日本人で頻度が高いHLAクラスII分子に結合する癌抗原ペプチドのうち、我々が同定したHLA-A2あるいはA24により提示され、癌細胞を傷害するCTLを誘導しうるshort peptide (SP)を内包し、かつTh1細胞を誘導できるlong peptide (LP)を数種類合成する。これらのLPの中から、ヒトT細胞のin vitro培養系ならびにHLA-DR4 Tgmのin vivo免疫応答系を利用してTh1細胞のみならず、樹状細胞によるcross-presentationによりCTLをも活性化できるものを探索する。さらにSP単独よりも抗腫瘍活性が強いLPを多数検索し、腫瘍特異的なTh1細胞とCTLを同時に効率よく誘導する、理想的ながんペプチドワクチンを同定する。また健康人のみならず当該癌患者の末梢血中に、ペプチド特異的T細胞が存在するか検討する。
② HLA-DR4-Tgmが自然発症する大腸炎と免疫異常の解析 (入江）
TgmのゲノムへのTransgenesの挿入による、遺伝子破壊が異常な表現型の発現の原因である可能性を検討する。このためにCRISPRシステムを利用して、上記の遺伝子領域を標的破壊したC57BL/6マウスを作成し、これがHLA-DR4 Tgmと同様の表現型を示すか否か検討する。さらに大腸炎の発症原因を、骨髄移植実験、MHCクラスIIやRag2の欠損マウスとの交配、腸管やリンパ組織の病理学的解析により解明する。
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[Journal Article] Identification of immunogenic LY6K long peptide encompassing both CD4+ and CD8+ T-cell epitopes and eliciting CD4+ T-cell immunity in patients with malignant disease.2014
Author(s)
Tomita, Y., Yuno, A., Tsukamoto, H., Senju, S., Kuroda, Y., Hirayama, M., Imamura, Y., Yatsuda, J., Sayem, M. A., Irie, A., Hamada A., Jono, H., Yoshida, K., Tsunoda, T, Daigo, Y., Kohrogi, H., Yoshitake, Y., Nakamura,Y., Shinohara, M. and Nishimura, Y.
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Journal Title
OncoImmunology
Volume: 3
Pages: e28100
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Identification of independent susceptible and protective HLA alleles in Japanese autoimmune thyroid disease and their epistasis.2014
Author(s)
Ueda, S.*, Oryoji, D.*, Yamamoto K.*, Noh, J.Y., Okamura, K., Noda, M., Kashiwase, K., Kosuga, Y., Sekiya, K., Inoue, K., Yamada, H., Oyamada, A., Nishimura, Y., Yoshikai, Y., Ito, K., and Sasazuki, T. (*equal contribution)
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Journal Title
J.Clin Endocrinol Metab.
Volume: 99
Pages: e379-383
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Construction and molecular characterization of a T-cell receptor-like antibody and CAR-T cells specific for minor histocompatibility antigen HA-1H.2014
Author(s)
Inaguma, Y., Akahori, Y., Murayama,Y., Shiraishi, K., Tsuzuki-Iba, S., Endoh, A., Tsujikawa, J., Demachi-Okamura, A., Hiramatsu, K., Saji, H., Yamamoto, Y., Yamamoto, N., Nishimura, Y., Takahashi, T., Kuzushima, K., Emi, N., and Akatsuka, Y.
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Journal Title
Gene Therapy
Volume: 3
Pages: e1-10
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Identification of HLA-A2 or HLA-A24-restricted CTL epitopes for potential HSP105-targeted immunotherapy in colorectal cancer.2014
Author(s)
Sawada, Y., Komori, H., Tsunoda1, Y., Shimomura, M., Takahashi, M., Baba, H., Ito, M., Saito, N., Kuwano, H., Endo, I., Nishimura, Y. and Nakatsura, T.
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Journal Title
Oncology Reports
Volume: 31
Pages: 1051-1058
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Identification of promiscuous KIF20A long peptides bearing both CD4+ and CD8+ T-cell epitopes: KIF20A-specific CD4+ T-cell immunity in patients with malignant tumor.2013
Author(s)
Tomita, Y.*, Yuno, A.*, Tsukamoto, H., Senju, S., Kuroda, Y., Hirayama, M., Irie, A., Kawahara, K., Yatsuda, J., Hamada, A., Jono, H., Yoshida, K., Tsunoda, T., Kohrogi, H., Yoshitake, Y., Nakamura, Y., Shinohara, M. and Nishimura, Y. (*equal contribution)
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Journal Title
Clin. Cancer Res
Volume: 19
Pages: 4508-4520
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Establishment of HLA-DR4 transgenic mice for the identification of CD4+ T cell epitopes of tumor-associated antigens.2013
Author(s)
Yatsuda, J.*, Irie, A.*, Harada, K., Michibata, Y., Tsukamoto, H., Senju, S., Tomita, Y., Yuno, A., Hirayama, M., Sayem, M. A., Takeda, N., Shibuya, I., Sogo, S., Fujiki, F., Sugiyama, H., Eto, M. and Nishimura, Y. (*equal contribution)
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Journal Title
PLOS ONE
Volume: 8
Pages: e84908
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Identification of a promiscuous KIF-20A derived CD4+ T cell epitope that can induce CTLs both in vitro and in vivo.2013
Author(s)
Hirayama, M., Tomita, Y., Yuno, A., Tsukamoto, H., Senju, S., Yoshitake, Y., Fukuma, D., Hamada, A., Jono, H., Tsunoda, T., Nakamura, Y., Shinohara, M., and Nishimura, Y.
Organizer
第42回日本免疫学会学術集会
Place of Presentation
幕張メッセ
Year and Date
20131211-20131213
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[Presentation] Novel HLA-DR4 transgenic mice that spontaneously develop colitis with serious defects in lymphoid organs.2013
Author(s)
Irie, A., Yatsuda, J., Michibata, Y., Kubo T., Imamura, T., Takeda, N., Eto, M., Shibuya, I., Sogo, S., and Nishimura, Y.
Organizer
第42回日本免疫学会学術集会
Place of Presentation
幕張メッセ
Year and Date
20131211-20131213
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[Presentation] Tumor-associated antigen-specific CD4+ T-cell immunity augmented by CTL-epitopes vaccination in patients.2013
Author(s)
Tomita, Y., Yuno, A., Tsukamoto, H., Yoshitake, Y., Tsunoda, T., Nakamura, Y., Shinohara, M., Nishimura, Y.
Organizer
15th International Congress of Immunology
Place of Presentation
MiCo Milano Congressi （イタリア）
Year and Date
20130822-20130827
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[Presentation] Novel HLA-DR transgenic mice that spontaneously develop colitis with serious defects in lymphoid organs.2013
Author(s)
Irie, A., Yatsuda, J., Michibata, Y., Kubo, T., Imamura, T., Takeda, N., Shibuya, I., Sogo, S., Nishimura, Y.
Organizer
15th International Congress of Immunology
Place of Presentation
MiCo Milano Congressi （イタリア）
Year and Date
20130822-20130827
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[Presentation] Cancer testis antigens-specific CD4+ T-cell immunity augmented by CTL-epitopes vaccination in cancer patients.2013
Author(s)
Tomita, Y., Yuno, A., Yoshitake, Y., Tsukamoto, H., Irie, A., Senju, S., Yoshida, K., Tsunoda, T., Nakamura, Y., Shinohara, M., Nishimura, Y.
Organizer
AACR (American Association for Cancer Research) Annual Meeting 2013
Place of Presentation
Walter E. Washington Convention Center（アメリカ合衆国）
Year and Date
20130406-20130410
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