2017 Fiscal Year Research-status Report
次世代ヒト化NOGマウスによるヒト腫瘍微小環境の再構築-がん免疫療法評価系の開発
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16K18404
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| Research Institution | Central Institute for Experimental Animals |
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Principal Investigator |
花澤 麻美 公益財団法人実験動物中央研究所, 実験動物研究部, 研究員 (40633334)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ヒト腫瘍モデル動物 / ヒト化マウス / IL-6 Tgマウス / 腫瘍微小環境 / TAM / MDSC |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題は、ヒトの血液細胞を生着させた免疫系ヒト化マウスを用いてヒトの腫瘍微小環境を再現したモデル動物を樹立し、多様化するがん治療の為の新たな創薬評価系を確立することを目的とする。特に、腫瘍関連マクロファージ（TAM）や免疫抑制性骨髄系細胞（MDSC）といった宿主の免疫機構を抑制する骨髄系細胞の誘導を目指す。
本年度は平成28年度に引き続き、マウス体内でのヒト骨髄系細胞の誘導を可能とするNOG hIL-6 Tgマウスを用いたヒト腫瘍モデルの免疫特性解析を行い、これを論文として海外学術誌に発表した。平成28年度には、ヒト化NOG hIL-6 Tgマウスに移植したヒト腫瘍内に浸潤するヒト骨髄系細胞の性状（表面分子等）ががん患者の腫瘍内に現れるTAMと類似していることを明らかにしたが、本年度は本細胞の発現する機能分子であるArginase1やIL-10、VEGFを発現することを見出した。さらに、ヒト化NOG hIL-6 Tgマウスにヒト腫瘍を移植した際には、従来のヒト化NOGマウスに比べ腫瘍の成長が促進することを明らかにした。すなわち、本ヒト腫瘍モデルマウスは、これまで誘導不可能だったヒトTAMに性状・機能ともに類似の細胞の誘導を可能とした。
一方で、腫瘍モデルマウス作製の為の新たな遺伝子改変NOGマウスとして、昨年度樹立したヒト単球・マクロファージの誘導を促すNOG hM-CSF Tgマウス、ヒト骨髄系細胞の誘導を促すNOG hTPO Tgマウスについて、ヒト造血幹細胞を移植し、その特性について検討を行った。また、マウス骨髄系細胞の除去あるいは腫瘍内への遊走阻害を目的としたG-CSFR、CCR2ならびにCXCR2欠損マウスについて、マウス骨髄系細胞数を計測し、その有用性を検討した。
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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
(A)腫瘍免疫にかかわる創薬評価のためのヒト腫瘍モデルの確立
NOG hIL-6 Tgマウスを用いたヒト腫瘍モデルの免疫特性解析を進め、これを学術論文として海外学術誌に発表した（Hanazawa A. et al., Front. Immunol. 2018）。平成28年度の成果に加え、RT-PCR等を用いて本マウスに現れる腫瘍内ヒトマクロファージが免疫抑制因子であるArginase1やIL-10、腫瘍の増大や転移を促す血管内皮細胞増殖因子VEGFを発現していることを明らかにし、その機能におけるTAMとの類似性を示した。加えて、ヒト化NOG hIL-6 Tgマウスにヒト腫瘍を移植した際、従来のNOGマウスに比べ腫瘍の成長が促進することを証明した。よって、本課題は概ね順調に進展していると判断する。
(B)腫瘍モデル作製の為の新たな遺伝子改変NOGマウスの作製
ヒト骨髄系細胞の分化を誘導するNOG hM-CSF Tgマウス、NOG hTPO KIマウスにヒト造血幹細胞を移植し、そのヒト化特性を検証した。その結果、NOG hM-CSF TgマウスはNOG hIL-6 Tgマウスより効率的にヒト単球・マクロファージの誘導を促すことが明らかとなった。また、マウス由来のMDSC、TAMの除去の為、マウス骨髄系細胞の欠損あるいは腫瘍内への遊走阻害を目的として作製したNOG mG-CSFR KOマウス、NOG mCCR2 KOマウス、NOG mCXCR2 KOマウスの特性解析を行った。非担がん時および担がん時のマウス骨髄系細胞数を従来のNOGマウスと比較したところ、NOG mG-CSFR KOマウスで全身のマウス顆粒球数が減少していること、NOG mCXCR2 KOマウスでは腫瘍内流入マウス顆粒球数が減少することを確認した。本研究に有用なマウス系統が得られており、順調に進んでいると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
(A)NOG hIL-6 Tgヒト腫瘍モデルを用いて、MDSCやTAMを標的とした治療薬の薬効検討を行う。CCR2阻害薬等の薬剤を投与した際に、TAM類似の腫瘍内マクロファージの除去、その結果として抗腫瘍免疫能の回復や腫瘍の退縮が見られるか検討を行う。治療薬の薬効を示すことができれば、本マウスモデルはこれらの細胞を標的とした新規治療薬の前臨床試験においても有用である可能性が高い。
また、平成29年度に引き続き、同マウスを用いたMDSC、TAM誘導機構の解明を進める。既に、保有している12の腫瘍株についてBD CBAシステムを用いてMDSC、TAM誘導因子とされるサイトカインの定量を行った。平成30年度はこれらの各サイトカインを欠損した遺伝子改変腫瘍株を作製し、in vivoにおけるMDSC、TAM誘導能を検討し、どの因子がMDSC、TAMの誘導により重要であるかを解明する。
(B)多量のヒト単球・マクロファージを保有するヒト化NOG hM-CSF Tgマウスにヒト腫瘍株を移植し、MDSC、TAMが誘導されるかを検討する。一方で、NOG hM-CSFマウスには、マウス単球・マクロファージがヒトM-CSFが消費してしまう為、これを阻害しないとTgマウスとしての効果が得られないという問題点がある。現在は、マウスM-CSFレセプター阻害抗体の投与により制御しているが、新たなマウス単球・マクロファージを減少させた遺伝子改変マウスの作製により、より扱いやすいモデルを作出することを目標とする。また、マウス顆粒球を減少させたマウス（NOG mG-CSFR KOマウス、NOG mCXCR2 KOマウス）については、NOG hIL-6 Tgマウス等と交配を行い、ヒト腫瘍モデルを作製した際に同様に腫瘍内のマウス顆粒球が減少しているか否かを確認する。
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| Causes of Carryover |
（理由）
平成28年度からの繰越金額が大きかったため、この一部が平成30年度に繰り越される形となった。また、平成29年度より引き続き予定していたマイクロアレイについても、サンプルの入手が困難であることから年度内に測定に至らなかったため、本件の費用が次年度に繰り越しとなる。以上の理由により、次年度使用額が生じた。
（使用計画）
上記に記載した通り、マイクロアレイの測定費用としての500,000円が平成30年度に繰り越しとなる。また、当初の予定よりも蛍光標識抗体や組織分散試薬等の試薬類、ELISA kitやMultiplex kit等のキット類の費用の増額が懸念されるため、平成29年度からの繰り越し金はこれら消耗品の購入に充当する。
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Research Products
(2 results)
