2017 Fiscal Year Research-status Report

Analysis of non-uniform immune-suppressive mechanisms in tumor microenvironment and development of effective anti-tumor immune therapies

Research Project

Project/Area Number	16K07181
Research Institution	Keio University
Principal Investigator	塚本信夫慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (20407117)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	河上裕慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (50161287)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	免疫抑制 / IDO / TDO / がん微小環境
Outline of Annual Research Achievements	がん微小環境の不均一な免疫抑制機構として、まずTrp代謝酵素IDO1による抑制機構について研究した。IDO1による抗腫瘍免疫の抑制の一部は、がん細胞で活性化されたAhRの下流で誘導される免疫抑制分子が担うことがわかってきた。今年度の解析から、AhRの下流で誘導される免疫抑制分子として新たに２種類の遺伝子を同定した。これらは以前に同定したAhR下流標的遺伝子の1つと機能的に類似した性質を持ちうる。活性化型AhRを発現させたヒトの様々ながん細胞株で、これら3種類の遺伝子の発現誘導を検討した結果、これらのいずれかは誘導されたことからがん細胞でのAhR活性化が普遍的な新たな役割を担う可能性が示唆される。昨年度までに、がん細胞内でのITIMの一方のリン酸化を担う責任キナーゼを同定することができたことから、IDO1を発現させたマウスがん細胞株を移植したマウスにこのキナーゼに対する阻害剤を投与したところ、抗腫瘍効果の増強がみられた。また、昨年度、IDO1の様々な変異体のがん細胞内での発現量比較から、IDO1のタンパク質量が著しく減少する変異体を見出し、がん細胞でのIDO1タンパク質量を減少させる薬剤を同定できたため、タンパク質量が著しく減少する機構について今年度解析を試みたが明らかにするに至らなかった。IDO1のタンパク質量を減少させるこの変異に相当する類似配列が別のTrp代謝酵素TDO2にも存在したためTDO2についても変異体を作成したが、タンパク量の現象はみられなかった。また、がん細胞でのIDO1、TDO2の発現を転写レベルで抑制する低分子化合物のスクリーニング系を作成し、IDO1のmRNA発現を低下させる薬剤を同定できた。さらに、がん細胞で活性化されたAhRの下流で誘導される免疫抑制分子の発現に影響するIDO1リン酸化からのシグナルを明らかにするためのスクリーニング系を作成した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 研究過程で予想外の発見があり、そのメカニズムを明らかにすることと、その現象を用いた免疫治療法の開発に関して集中的に研究を進めたため、申請時の初年度計画に含まれていた内容について一部着手できていないものがある。
Strategy for Future Research Activity	活性化AhRの下流で誘導される免疫抑制遺伝子ががん細胞によって差異が生じる原因について明らかにするため、引き続き遺伝子のDNAメチル化の影響を評価する。DNAメチル化で説明できない場合、ヒストンH3のメチル化の部位を解析する。IDO1タンパク発現を著しく低下させる変異体について、その分子機構について、引き続き解析を進め、その知見をもとに、IDO1の発現抑制による抗腫瘍免疫増強法を開発する。がん細胞で活性化されたAhRの下流で誘導される免疫抑制分子の発現に影響するIDO1リン酸化からのシグナルを明らかにするため、今年度構築したスクリーニング系を用いてシグナルの伝達機構を明らかにし、治療標的としての可能性を追求する。TDO2にITIMが存在するかどうかについて、引き続き検証を進め、またTDO2発現とマクロファージ食作用の関連について検討する。また、がん細胞でのIDO1、TDO2の発現を転写レベルで抑制する低分子化合物のスクリーニングとin vivoでの抗腫瘍効果の解析を進める。低酸素環境で誘導されたヒストン脱メチル化酵素の遺伝子を過剰発現させたがん細胞株を作り、網羅的遺伝子解析からその細胞に高発現し正常細胞に発現しない抗原を同定し治療標的となる抗原を探索する。同時に、網羅的遺伝子解析の結果から、がん微小環境において免疫細胞など周囲の細胞に作用して免疫抑制環境を構築する可能性のある遺伝子を探索する。