新規・独自開発麻疹ウイルスベクターを用いた革新的遺伝子改変T細胞輸血療法の開発

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H01547
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 谷 憲三朗 東京大学, 医科学研究所, 特任教授 (00183864)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹田 誠 国立感染症研究所, ウイルス第三部, 部長 (40311401)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: ウイルスベクター / 遺伝子治療 / T細胞療法

Outline of Annual Research Achievements

悪性腫瘍に対する新規治療法の開発は急務である。本研究では、これまでの基礎研究と臨床研究を基盤に、遺伝子治療のための第二世代麻疹ウイルスベクターを構築して、臨床的有用性を高めた画期的な遺伝子改変T細胞療法を開発する。すなわち、(1)新規遺伝子改変T細胞療法用低免疫原性麻疹ウイルスベクターとベクター産生細胞の開発、および(2)T細胞活性化能を有する共阻害分子・共刺激分子のデコイ遺伝子構築、を実施する。ここで第二世代麻疹ウイルスベクターにT細胞受容体(TCR)やキメラ抗原受容体(CAR)遺伝子を搭載させて、新規遺伝子改変T細胞療法を開発する。
平成30年度は、(1)新規遺伝子改変T細胞療法用低免疫原性麻疹ウイルスベクターとベクター産生細胞の開発において、ウイルス表面抗原となるH・F遺伝子の両方を除いた低免疫原性第二世代麻疹ウイルスベクターを産生させるパッケージング細胞の開発と産生条件を検討し、第二世代麻疹ウイルスベクターの産生に成功した。さらに、本ベクターを用いて健常人由来CD3陽性T細胞への遺伝子導入に成功した(導入効率89.0%)。現在までに、本ベクターに搭載するCAR遺伝子(2種類)を選定してベクターを構築中である。また、(2)T細胞活性化能を有する共阻害分子・共刺激分子のデコイ遺伝子構築については、本研究実施期間中に既に同様研究が国外で発表されたことから研究内容を一部修正した。即ちデコイ遺伝子の代わりに特異的抗腫瘍効果が期待でき、遺伝子治療としての新規性が極めて高い、L-methionine-α-deamino-γ-mercaptomethane-lyase (METase)を米国UCSDのRobert M. Hoffman博士との共同研究として利用し、低免疫原性麻疹ウイルスベクターを用いたCART療法との併用効果についてin vitroおよびin vivoで検討する。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

平成30年度は下記を実施した。
(1)新規遺伝子改変T 細胞療法用低免疫原性麻疹ウイルスベクターとベクター産生細胞の開発において、パッケージング細胞の樹立と第二世代麻疹ウイルスベクター粒子の産生は、平成29年度までに得られた「宿主細胞の種類」および「H蛋白とF蛋白供給の量・タイミング」の検討を元に、２種類のパッケージング細胞を樹立して、第二世代麻疹ウイルスベクターの産生方法を確立した。確立した方法で、第二世代麻疹ウイルスベクターを安定的に産生(導入力価 > 1.0×106 IU/ml)する事が可能となった。さらに、健常人末梢血単核球よりCD3陽性T細胞を単離して、第二世代麻疹ウイルスベクターを用いてレポーター遺伝子を導入した結果、高い導入効率(MOI=3で87.2%, MOI=5で89.0%)を示した。現在、第二世代麻疹ウイルスベクターを導入した健常人由来CD3陽性T細胞のさらなる解析（ウイルス抗原消失、導入遺伝子の発現期間、等）を実施中である。加えて、CAR遺伝子（２種類）、腫瘍特異的TCR(1種類)を搭載した第二世代麻疹ウイルスベクターを構築中である。また、(2)T細胞活性化能を有する共阻害分子・共刺激分子のデコイ遺伝子構築においては研究計画を見直し、L-methionine-α-deamino-γ-mercaptomethane-lyase (METase)を搭載する予定である。

Strategy for Future Research Activity

平成31年度においては、以下のように研究を実施する予定である。
CAR遺伝子（２種類）、腫瘍特異的TCR(1種類)を搭載した第二世代麻疹ウイルスベクターを開発し、さらに「CAR遺伝子導入T(CART)細胞の抗腫瘍活性を増強する新規遺伝子治療法の開発」としてL-methionine-α-deamino-γ-mercaptomethane-lyase (METase)を搭載した第二世代麻疹ウイルスベクターを作製する。すなわち、産生された第二世代麻疹ウイルスベクターを用いてCARもしくは腫瘍特異的TCRをヒトCD3陽性T細胞に導入して、特異的抗体を用いて、CAR/TCR発現効率や不要なウイルス抗原消失を確認する。加えて、可能であれば既存のウイルスベクター（レトロウイルスベクター等）に対する本ベクターの優位性を比較評価する。次に、CARもしくはTCR発現CD３陽性T細胞の血液・固形腫瘍に対する治療効果をin vitro（サイトカイン産生能, 癌細胞障害活性）およびin vivo（担癌マウスモデル）で確認する。さらに、CARもしくはTCR発現T細胞の活性能向上を確認する目的で、特異的抗腫瘍効果が期待でき、遺伝子治療としての新規性が極めて高い、METaseを米国UCSDのRobert M. Hoffman博士との共同研究として利用し、LMVV-CART療法との併用効果についてin vitroおよびin vivoで検討する。また遺伝子導入T細胞の活性化・疲弊の評価（増殖能・サイトカイン産生能・細胞障害能）を実施する。

Research Products

• [Journal Article] KLF1 Mutation E325K induces cell-cycle arrest in erythroid cells differentiated from congenital dyserythropoietic anemia (CDA) patient-specific induced pluripotent stem cells. (2019)
  • Author(s): Kohara H., Utsugisawa T., Sakamoto C., Hirose L., Ogawa Y., Ogura H., Sugawara A,, Aoki T., Iwasaki T., Takayosh Asai T., Doisaki S., Okuno Y., Muramatsu H., Abe T., Kurita R., Miyamoto S., Sakuma T., Shiba M., Yamamoto T., Ohga S., Yoshida K., Ogawa S., Ito E., Kojima S., Kanno H., Tani K.
  • Journal Title: Exp Hematol. Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1016/j.exphem.2019.03.001.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Granulocyte colony-stimulating factor-associated aortitis in the Japanese adverse drug event report database. (2019)
  • Author(s): Oshima Y., Takahashi S., Tani K., Tojo A.
  • Journal Title: Cytokine. Volume: 119 Pages: 47-51
  • DOI: 10.1016/j.cyto.2019.02.013.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Extremely low organ toxicity and strong antitumor activity of miR-34-regulated oncolytic coxsackievirus B3. (2019)
  • Author(s): Jia, Y., Miyamoto, S., Soda, Y., Takishima, Y., Sagara, M., Liao, J., Hirose-Yotsuya, L., Hijikata, Y., Miura, Y., Hara, K., Iwanaga, A., Ota, Y., Tani, K.
  • Journal Title: Mol Ther Oncolytics. Volume: 12 Pages: 246-258
  • DOI: 10.1016/j.omto.2019.01.003.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Cloning of carrier cells infected with oncolytic adenovirus driven by midkine promoter and biosafety studies. (2018)
  • Author(s): Hamada, K., Takagi, S., Kuboshima, H., Shimada, H., Takagi, K., Yasuoka, T., Matsubara, K., Sassa, Y., Furuya, T., Suzuki, K., Uchide, T., Mizutani, T., Tani, K., Itoh, H., Sugiyama, T.
  • Journal Title: J Gene Med. Volume: 21 Pages: e3064
  • DOI: 10.1002/jgm.3064.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] FEAT enhances INSL3 expression in testicular Leydig cells. (2018)
  • Author(s): Li Y, Kobayashi K, Murayama K, Kawahara K, Shima Y, Suzuki A, Tani K, Takahashi A.
  • Journal Title: Genes Cells. Volume: 23 Pages: 952-962
  • DOI: 10.1111/gtc.12644
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A novel combination therapy for human oxaliplatin-resistant colorectal cancer using oxaliplatin and coxsackievirus A11. (2018)
  • Author(s): Wang, B., Ogata, H., Takishima, Y., Miyamoto, S., Inoue, H., Kuroda, M., Yamada, K., Hijikata, Y., Murahashi, M., Shimizu, H., Okazaki, T., Nakanishi, Y., Tani, K.
  • Journal Title: Anticancer Res. Volume: 38 Pages: 6121-6126
  • DOI: 10.21873/anticanres.12963.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A phase I clinical trial of RNF43 peptide-related immune cell therapy combined with low-dose cyclophosphamide in patients with advanced solid tumors. (2018)
  • Author(s): Hijikata Y, Okazaki T, Tanaka Y, Murahashi M, Yamada Y, Yamada K, Takahashi A, Inoue H, Kishimoto J, Nakanishi Y, Oda Y, Nakamura Y, Tani K.
  • Journal Title: Plos One. Volume: 13 Pages: e0187878.
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0187878.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Pathway-Based Drug Repositioning for Cancers: Computational Prediction and Experimental Validation. (2018)
  • Author(s): Iwata, M., Hirose, L., Kohara, H., Liao, J., Sawada, R., Akiyoshi, S., Tani, K., Yamanishi, Y.
  • Journal Title: J Med Chem. Volume: 61 Pages: 9583-9595
  • DOI: 10.1021/acs.jmedchem.8b01044.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Current state of therapeutic development for rare cancers in Japan, and proposals for improvement. (2018)
  • Author(s): Kawai A, Goto T, Shibata T, Tani K, Mizutani S, Nishikawa A, Shibata T, Matsumoto S, Nagata K, Narukawa M, Matsui S, Ando M, Toguchida J, Monden M, Heike T, Kimura S, Ueda R.
  • Journal Title: Cancer Sci. Volume: 109 Pages: 1731-1737
  • DOI: 10.1111/cas.13568.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Identification of Tumoricidal TCRs from Tumor-Infiltrating Lymphocytes by Single-Cell Analysis. (2018)
  • Author(s): Shitaoka K, Hamana H, Kishi H, Hayakawa Y, Kobayashi E, Sukegawa K, Piao X, Lyu F, Nagata T, Sugiyama D, Nishikawa H, Tanemura A, Katayama I, Murahashi M, Takamatsu Y, Tani K, Ozawa T, Muraguchi A.
  • Journal Title: Cancer Immunol Res. Volume: 6 Pages: 378-388
  • DOI: 10.1158/2326-6066.CIR-17-0489.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Novel microRNA engineered oncolytic virotherapy for clinical trial. (2018)
  • Author(s): Jia Y, Miyamoto S, Hirose L, Sagara M, Takishima Y, Shimizu H, Tani K.
  • Organizer: ASGCT 21st Annual Meeting, USA.
• [Presentation] Evaluation of Non-Integrating RNA Measles Virus Vectors for Reprogramming of Human Hematopoietic Subsets. (2018)
  • Author(s): Liao J, Kohara H, Hiramoto T, Tahara M, Sugawara A, Miura Y, Hirose L, Takishima Y, Miyamoto S, Takeda M, Tani K.
  • Organizer: ASGCT 21st Annual Meeting, USA.
• [Presentation] Pilot study to detect circulating tumor cells in human peripheral blood using 5-aminolevulinic acid. (2018)
  • Author(s): Hirose L, Kohara H, Miura Y, Hijikata Y, Soda Y, Miyamoto S, Liao J, Takahashi S, Shinozaki M, Ota Y, Watanabe E, Tanaka T, Nakajima M, Kiniwa S, Okuyama R, Fukuhara H, Inoue K, Namikawa T, Hanasaki K, Tani K.
  • Organizer: 6th International ALA and Porphyrin Symposium, Shizuoka.
• [Presentation] Efficient Gene Transduction and Reprogramming of Hematopoietic Cells Including T-Cells By Using a Non-Integrating Measles Virus Vector. (2018)
  • Author(s): Liao J, Soda Y, Sugawara A, Miura Y, Hiramoto T, Tahara M, Takishima Y, Hirose L, Hijikata Y, Miyamoto S, Takeda M, Tani K.
  • Organizer: 60th ASH Annual Meeting and Exposition, USA.
• [Presentation] 5-ALAを用いた末梢血循環がん細胞の検出法確立にむけたパイロット研究 (2018)
  • Author(s): 廣瀬理沙、小原洋志、宮本将平、土方康基、高橋聡、篠崎大、田中徹、中島元夫、木庭幸子、奥山隆平、福原秀雄、井上啓史、並川努、花﨑和弘、谷憲三朗.
  • Organizer: 第8回ポルフィリン-ALA学会年会, 東京
• [Presentation] Dysregulated cell-cycle by KLF1 mutation induces cell-cycle arrest in erythroid cells derived from CDA- iPSCs. (2018)
  • Author(s): Hirose L, Kohara H, Utsugisawa T, Ogura H, Sugawara A, Ogawa Y, Sakamoto C, Kanno H, Tani K.
  • Organizer: 第66回日本輸血・細胞治療学会総会，栃木
• [Presentation] Large scale production of novel recombinant coxsacievirus B3 towards human clinical trial. (2018)
  • Author(s): Sagara M, Miyamoto S, Hara K, Miura Y, Hirose L, Takishima Y, Jia Y, Soda Y, Hijikata Y, Iwanaga A, Shimizu H, Tani K.
  • Organizer: 第24回日本遺伝子細胞治療学会学術集会, 東京
• [Presentation] Non-integrating measles virus vector is an outstanding gene transfer tool for establishing iPSCs from human T cells and hematopoietic progenitor cells. (2018)
  • Author(s): Liao J, Soda Y, Sugawara A, Miura Y, Hiramoto T, Kohara H, Hirose L, Takishima Y, Hijikata Y, Miyamoto S, Tahara M, Takeda M, Tani K.
  • Organizer: 第24回日本遺伝子細胞治療学会学術集会, 東京.
• [Presentation] Novel microRNA engineered coxsackievirus B3 for oncolytic virotherapy. (2018)
  • Author(s): Jia Y, Miyamoto S, Hirose L, Sagara M, Takishima Y, Shimizu H, Tani K.
  • Organizer: 第24回日本遺伝子細胞治療学会学術集会, 東京.
• [Presentation] Novel safe and effective oncolytic virotherapy by miRNA-regulation. (2018)
  • Author(s): Jia Y, Miyamoto S, Hirose L, Sagara M, Takishima Y, Shimizu H, Tani K.
  • Organizer: 第77回日本癌学会学術総会, 大阪.
• [Presentation] The investigation of a recombinant coxsackievirus B3 manufacturing process for human clinical trial. (2018)
  • Author(s): Sagara M, Miyamoto S, Hara K, Miura Y, Hirose L, Takishima Y, Jia Y, Soda Y, Hijikata Y, Iwanaga A, Shimizu H, Tani K.
  • Organizer: 第77回日本癌学会学術総会, 大阪.
• [Presentation] Successful establishment of iPSCs from hematopoietic cells with a non-integrating measles virus vector. (2018)
  • Author(s): Liao J, Soda Y, Sugawara A, Miura Y, Hiramoto T, Takishima Y, Hijikata Y, Miyamoto S, Tahara M, Takeda M, Tani K.
  • Organizer: 第10回血液疾患免疫療法学会学術集会, 東京.
• [Presentation] Pilot study to detect circulating tumor cells in human peripheral blood using 5-aminolevulinic acid. (2018)
  • Author(s): Hirose L, Kohara H, Miyamoto S, Hijikata Y, Takahashi S, Shinozaki M, Ota Y, Watanabe E, Tanaka T, Nakajima M, Kiniwa S, Okuyama R, Fukuhara H, Inoue K, Namikawa T, Hanasaki K, Tani K.
  • Organizer: 第80回日本血液学会学術集会, 大阪.
• [Presentation] 5-ALAを用いた末梢血循環がん細胞の検出法確立にむけたパイロット研究 (2018)
  • Author(s): 廣瀬理沙、小原洋志、三浦由恵、土方康基、曽田泰、宮本将平、廖紀元、高橋聡、篠崎大、大田泰徳、渡辺恵理、田中徹、中島元夫、木庭幸子、奥山隆平、福原秀雄、井上啓史、並川努、花﨑和弘、谷憲三朗.
  • Organizer: 第5回先端PDDTフォーラム, 奈良.