Development of cancer immunotherapy using hyperfusogenic receptor-retargeted HSV

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H01578
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 田原 秀晃 東京大学, 医科学研究所, 特任教授 (70322071)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 土岐 祐一郎 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (20291445) ; 内田 宏昭 東京大学, 医科学研究所, 特任准教授 (20401250) ; 田中 晃司 大阪大学, 医学部附属病院, 助教 (70621019) ; 植松 美影 (濱田美影) 東京大学, 医科学研究所, 特任研究員 (90769449)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 腫瘍溶解性ウイルス療法 / 腫瘍免疫

Outline of Annual Research Achievements

我々は、任意の抗原を持つ細胞に特異的に侵入・感染することが可能な侵入標的化腫瘍溶解性単純ヘルペスウイルス（Receptor retargeted- oncolytic herpes simplex virus; RR-oHSV）を開発してきた。これは、野生型HSVが侵入・感染するために用いる元来の受容体に結合できないよう改変するとともに、標的細胞の膜上に存在する抗原に特異的に結合する単鎖抗体をgD部分に搭載したものである。本研究では、このRR-oHSVの直接的殺細胞効果を高めることを目的として作製した、細胞膜融合型の細胞死（syncytial cell death: SCD）をきたす遺伝子改変を加えた改変型RR-oHSV（SCD-RR-oHSV）についての検討を進めている。これまでに、免疫不全マウス（SCID-Beige）に、U87（hEGFRを発現するヒト・グリオーマ細胞株）を接種することにより作製した腫瘍モデルにおいて、このSCD-RR-oHSVが、in vitroだけではなく、in vivoにおいても抗原特異的侵入能を失うことなく細胞融合型の細胞死を強力に誘導できることを確認したのに続いて、免疫学的機序も含めた抗腫瘍効果の機序について検討するために、マウス同系移植モデルの作成を始めた。hEpCAM遺伝子を発現させたCT26（マウス大腸癌腫瘍細胞株、hEpCAM-CT26）を同系であるBALB/cマウスの皮下に移植した腫瘍モデルを用いて検討を始めたところ、マウス腫瘍株の多くでは、HSV増殖性がヒト腫瘍株に比べて低いことが分かった。現在、その知見を基にヒト腫瘍株に近い特性を持つマウス腫瘍株の選定を進めている。またヒト組織における免疫抑制因子発現についての検討が進み、論文として発表するとともに、その機序についてさらに検討を進めている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本研究の目標である「oHSVを用いた効果的ながん免疫療法の開発」のため、oHSVのさらなる改良と併用する免疫療法の開発の両面から研究を進めている。柱としての検討項目は(A)膜融合能増強型標的化改変型oHSVの抗腫瘍効果と免疫誘導に与える影響、ならびに、 (B)免疫抑制解除法をoHSVと併用する効果、の二点である。(A)に関しては、①SCD-oHSVの直接的殺細胞機能の解析、②SCD-oHSVの宿主免疫反応存在下での殺細胞機能と免疫反応関与に関する解析、そして、③腫瘍細胞におけるSCD-oHSV感染による免疫抑制因子発現誘導の検討の細目に分けた研究を提案した。(B)に関しては、①同系マウス腫瘍モデルを用いたoHSVと抗MFG-E8抗体の併用によるin vivoでの検討、と同時に、②ヒトのがんにおけるMFG-E8発現様式とその役割の検討、も行うことを計画している。平成30年度の研究では、当初計画では平成31年度以降に予定していた免疫存在マウス腫瘍モデルでの検討に向けて、モデル構築をしている。マウス腫瘍細胞株におけるHSV増殖性は、予想していた通りヒト腫瘍細胞株におけるそれよりも有意に低いことが確認されたが、少数ながらヒト腫瘍株に近い特性を持つものを見出すことができたので、これを活用していくことが可能であると考えている。ヒト組織における検討に関しては、これまでの成果を論文として発表し、より詳細な解析を始めている。以上の事から、本研究は、概ね当初の予定通り進行していると考える。

Strategy for Future Research Activity

これまでの研究により得られた成果を基にして、計画通り研究を進めて行く。(A)膜融合能増強型標的化改変型oHSVの抗腫瘍効果と免疫誘導に与える影響、に関しては、SCD-oHSVの宿主免疫反応存在下での直接的殺細胞機能および免疫反応関与殺細胞効果に関して、詳細な解析を行う。SCD-oHSVによる腫瘍破壊に関連した免疫反応に関しては、in vitroおよびin vivoにて、免疫促進因子および免疫抑制因子の両面について検討を進める。現在構築を進めているマウス腫瘍モデルに関しては、種々の治療ののち組織切片を作製し、H&E染色および免疫組織染色を行い、腫瘍浸潤リンパ球（TIL）の集簇状況やその構成についても検討し、フローサイトメトリーでの解析と総合してTILの構成や機能について検討する。ヒト検体の解析により得られた情報を基に、マウス腫瘍モデルでも特に制御性T細胞のマーカーであるFoxp3発現細胞に着目し、その数およびCD8/Foxp3などの比についても検討する。また、免疫抑制解除法をoHSVと併用する効果に関しては、マウス腫瘍モデルおにて併用療法の効果と機序について検討を進めるとともに、ヒト手術検体を用いたPD-L1やMFG-E8を始めとする免疫抑制因子の発現様式とその役割についての検討をさらに進める。

Research Products

• [Journal Article] Immuno-regulatory influence of abundant MFG-E8 expression by esophageal cancer treated with chemotherapy. (2018)
  • Author(s): Kanemura T, Miyata H, Makino T, Tanaka K, Sugimura K, Hamada-Uematsu M, Mizote Y, Uchida H, Miyazaki Y, Takahashi T, Kurokawa Y, Yamasaki M, Wada H, Nakajima K, Takiguchi S, Mori M, Doki Y, Tahara H.
  • Journal Title: Cancer Science Volume: 109 Pages: 224-228
  • DOI: 10.1111/cas.13785
  • Peer Reviewed / Open Access