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2016 Fiscal Year Annual Research Report

エピジェネティクスと免疫制御の併用によるネオアンチゲンを標的としたがん免疫治療

Research Project

Project/Area Number 16H04708
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

垣見 和宏  東京大学, 医学部附属病院, 特任教授 (80273358)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松下 博和  東京大学, 医学部附属病院, 特任講師 (80597782)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords腫瘍免疫 / ネオアンチゲン / エピゲノム / エピトープ
Outline of Annual Research Achievements

ネオアンチゲン予測法は、全エクソンシーケンスによる網羅的遺伝子解析で得られた腫瘍特異的遺伝子変異からアミノ酸変異を伴う配列を抽出し、MHC結合能を計算する手法が主であった。平成28年度の研究において、我々は、RNA-Seqを併用することによりRNAレベルでも遺伝子変異を確認し、さらに腫瘍内で発現を伴う遺伝子変異産物を選択することで、より正確なネオアンチゲンの予測が可能になることを明らかにした(Cancer Sci. 2017 Feb;108(2):170-177)。
胃がん細胞のうち、C57BL/6マウスに接種すると自然に拒絶されるYTN2と拒絶されないYTN16について、YTN2には3296個、YTN16には3315個のミスセンス変異が検出された。2976個は両者に共通だった。腫瘍細胞で発現のあるものを選択した後、変異を含む8-10merのアミノ酸配列について、NetMHCpanによる結合能でIC50<100となるエピトープはYTN2で74個、YTN16で60個(52個が共通)、IC50<200ではYTN2で207個、YTN16で178個(155個が共通)だった。ネオエプトープをコードするミニジーンを7個つなげたタンデムミニジーンを発現させた抗原提示細胞とCTL クローンを共培養して抗原特異性を検討したところ、Zfp106の変異エピトープを認識していた。IC50<200の152個のペプチドを合成しペプチドライブラリーを用いてYTN2を拒絶したマウスの脾細胞を刺激してCdt1変異特異的CTLとCers4変異特異的CTLを同定した。同定された3つのペプチドをネオアンチゲンワクチンとして投与したマウスにYTN16を接種した。Cdt1ワクチン投与群では5匹中3匹、Cers4ワクチン投与群では5匹中1匹、すべてのワクチンを混合して投与した群では5匹中4匹で腫瘍が拒絶された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究の目的は、エピジェネティック治療(DNMT阻害剤やHDAC阻害剤)によるネオアンチゲン発現の変化を、RNA-Seqで定量的に解析する。(2)発現増強が得られたネオアンチゲンに対する免疫応答の誘導を動物モデルとヒト臨床検体を用いて解析する。(3)エピジェネティック治療により誘導されるその他の遺伝子発現と免疫反応の関係を解析し、併用治療を計画するための基礎的情報を得る。(4)エピジェネティック治療と免疫チェックポイント阻害剤や免疫抑制解除治療との併用効果を動物モデルで検証し、その分子メカニズムを明らかにすることで、併用治療のProof of Conceptの確立を目指すことである。平成28年度は、1)~4)の課題を解決するための基礎となる条件検討を完了することができた。とりわけ、Exomeシーケンスで検出した腫瘍特異的体細胞遺伝子変異の発現をRNA-Seqで確認するとともに、Integrative Genomics Viewer(IGV)を用いて、RNA配列上に変異が存在することを確認することで、より正確にネオアンチゲンを同定する事が可能になった。またその結果、実際にマウス胃がんモデルでネオアンチゲンを同定し、エピトープペプチド(ネオエピトープ)を合成し、免疫応答を確認することができた。当初の目的を達成するために、概ね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

平成28年度は、エピジェネティック治療(DNMT阻害剤やHDAC阻害剤)非存在下での、胃がんモデルマウスにおけるネオアンチゲンの同定、200種類以上のペプチドからなるネオエピトープパネルの作成、ネオエピトープに対する免疫応答の検出を完了した。平成29年度以降は、胃がん細胞に対して、DNMT阻害剤である5-azacytidine(5-Aza-CR:VidazaTM),5-aza-2'-deoxycytidine(5-Aza-CdR:DacogenTM),HDAC阻害剤Trichostatin A(TSA),Vorinostat(ZolinzaTM),romidepsin (IstodaxTM),Valproate (VPA:DepakenTM)などの存在下で7日間培養し、継時的に遺伝子発現の変化をRNA-Seqで解析する。FASTQファイルからTophat-Cufflinkの発現解析パイプラインを用いて配列データのマッピングを行い、発現量をFPKM (Fragments Per Kilobase of transcript per Million fragments sequenced)値で出力する。ネオアンチゲンの発現に加えて、CT抗原の発現、MHCクラスI分子を含む抗原提示に関わる分子、接着因子、IFN感受性遺伝子、細胞内のDNA/RNAセンサー、サイトカインとその受容体の発現などにも着目し、免疫制御との併用のための基礎的な情報を獲得する。

  • Research Products

    (19 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 9 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Prediction and prioritization of neoantigens: integration of RNA sequencing data with whole-exome sequencing.2017

    • Author(s)
      Karasaki T, Nagayama K, Kuwano H, Nitadori JI, Sato M, Anraku M, Hosoi A, Matsushita H, Takazawa M, Ohara O, Nakajima J, Kakimi K.
    • Journal Title

      Cancer Sci.

      Volume: 108 Pages: 170-177

    • DOI

      10.1111/cas.13131

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Advances in personalized cancer immunotherapy.2017

    • Author(s)
      Kakimi K, Karasaki T, Matsushita H, Sugie T.
    • Journal Title

      Breast Cancer.

      Volume: 24 Pages: 16-24

    • DOI

      10.1007/s12282-016-0688-1

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] CD27(-)CD45(+) γδ T cells can be divided into two populations, CD27(-)CD45(int) and CD27(-)CD45(hi) with little proliferation potential.2016

    • Author(s)
      Odaira K, Kimura SN, Fujieda N, Kobayashi Y, Kambara K, Takahashi T, Izumi T, Matsushita H, Kakimi K
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun.

      Volume: 478 Pages: 1298-303

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2016.08.115.

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Neoantigen Load, Antigen Presentation Machinery, and Immune Signatures Determine Prognosis in Clear Cell Renal Cell Carcinoma.2016

    • Author(s)
      Matsushita H, Sato Y, Karasaki T, Nakagawa T, Kume H, Ogawa S, Homma Y, Kakimi K.
    • Journal Title

      Cancer Immunol Res.

      Volume: 4 Pages: 463-71

    • DOI

      10.1158/2326-6066

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 腫瘍内免疫応答の評価と個別化がん免疫治療法の開発2017

    • Author(s)
      垣見和宏
    • Organizer
      第16回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2017-03-09 – 2017-03-09
    • Invited
  • [Presentation] Safety, efficacy and immunogenicity of autologous tumor lysate-pulsed dendritic cell vaccination therapy after resection of stage IIA (T2N0, T3N0) esophageal cancer: A phase I trial2017

    • Author(s)
      Yasuyoshi Sato, Hirokazu Matsushita, Kazuhiko Mori, Kazuhiro Kakimi and Yasuyuki Seto
    • Organizer
      ASCO-SITC Clinical Immuno-Oncology Symposium, Orlando,
    • Place of Presentation
      Orland, USA
    • Year and Date
      2017-02-23 – 2017-02-23
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An Immunogram for the Cancer Immunotherapy2017

    • Author(s)
      Kazuhiro Kakimi
    • Organizer
      The 32nd Nagoya International Cancer Treatment Symposium
    • Place of Presentation
      愛知がんセンター(愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2017-02-11 – 2017-02-12
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ネオアンチゲンに対する免疫応答と免疫シグネチャーの解析2017

    • Author(s)
      松下博和、垣見和宏
    • Organizer
      第14回 日本免疫治療学研究会 学術集会
    • Place of Presentation
      伊藤国際学術研究センター(東京都・文京区)
    • Year and Date
      2017-02-11 – 2017-02-11
    • Invited
  • [Presentation] ネオアンチゲンワクチンの有効性の検討2017

    • Author(s)
      長岡孝治、宮井まなみ、飯野環、木村真之介、高橋卓也、細井亮宏、松下博和、垣見和宏
    • Organizer
      第14回日本免疫治療学研究会
    • Place of Presentation
      伊藤国際学術研究センター(東京都・文京区)
    • Year and Date
      2017-02-11 – 2017-02-11
  • [Presentation] 免疫制御にかかわる抗体治療による腫瘍特異的なCTLの誘導と抗腫瘍効果の比較2017

    • Author(s)
      細井亮宏、長岡孝治、飯野環、竹田和由、鈴木隆二、松下博和、垣見和宏
    • Organizer
      第14回日本免疫治療学研究会学術集会
    • Place of Presentation
      伊藤国際学術研究センター(東京都・文京区)
    • Year and Date
      2017-02-11 – 2017-02-11
  • [Presentation] 健常人PBMCを用いた癌患者ネオアンチゲン候補ペプチドのスクリーニング2017

    • Author(s)
      小林由香利 長岡孝治 細井亮宏 飯野環 木村真之介 高橋卓也  泉謙道  藤枝奈緒 大平公亮 神原香織 松下博和 垣見和宏
    • Organizer
      第14回日本免疫治療学研究会学術集会
    • Place of Presentation
      伊藤国際学術研究センター(東京都・文京区)
    • Year and Date
      2017-02-11 – 2017-02-11
  • [Presentation] CTL (Cytotoxic T Lymphocyte)療法2017

    • Author(s)
      垣見和宏
    • Organizer
      第31回Transfusion Medicine Conference
    • Place of Presentation
      IPC生産性国際センター(神奈川県・三浦郡葉山町)
    • Year and Date
      2017-01-27 – 2017-01-27
    • Invited
  • [Presentation] Immunogram for Cancer-Immunity Cycle towards Personalized Immunotherapy of Lung Cancer2016

    • Author(s)
      Takahiro Karasaki, Kazuhiro Nagayama, Hideki Kuwano, Jun-ichi Nitadori, Masaaki Sato, Masaki Anraku, Akihiro Hosoi, Hirokazu Matsushita, Yasuyuki Morishita, Kosuke Kashiwabara, Masaki Takazawa, Osamu Ohara, Kazuhiro Kakimi, Jun Nakajima
    • Organizer
      IASLC 17th World Conference on Lung Cancer
    • Place of Presentation
      Vienna, Austria
    • Year and Date
      2016-12-07 – 2016-12-07
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Immunoediting of mutation associated neoantigens in the tumor2016

    • Author(s)
      Hirokazu Matsushita, Kazuhiro Kakimi
    • Organizer
      第45回日本免疫学会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
    • Year and Date
      2016-12-07 – 2016-12-07
    • Invited
  • [Presentation] Personalized Cencer Immunotherapy2016

    • Author(s)
      Kazuhiro Kakimi
    • Organizer
      2016 International Symposiumu for Recent Advances in Cell Therapy and 3rd Annual Meeting of Taiwan Association for Cell Therapy
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2016-10-28 – 2016-10-28
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ネオアンチゲンとCancer Immunity Cycle2016

    • Author(s)
      垣見和宏
    • Organizer
      第54回日本癌治療学会学術集会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2016-10-22 – 2016-10-22
    • Invited
  • [Presentation] 予後・治療効果予測因子としてのネオアンチゲン及び免疫シグネチャーに関する検討2016

    • Author(s)
      垣見和宏
    • Organizer
      第20回日本がん免疫学会
    • Place of Presentation
      大阪国際交流センター(大阪府・大阪市)
    • Year and Date
      2016-07-29 – 2016-07-29
    • Invited
  • [Presentation] Cancer Immunity Cycle2016

    • Author(s)
      Kazuhiro Kakimi
    • Organizer
      2nd International Symposium of Lymphedema Surgery and Breast Reconstruction
    • Place of Presentation
      東京大学医学部附属病院(東京都・文京区)
    • Year and Date
      2016-04-02 – 2016-04-02
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 東京大学医学部附属病院 免疫細胞治療講座

    • URL

      http://immunoth.umin.jp/

URL: 

Published: 2018-01-16  

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