2018 Fiscal Year Annual Research Report
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17J09905
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
三浦 理紗子 京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | 自己組織化 / ナノゲル / ワクチン / ドラッグデリバリーシステム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
疎水化多糖であるコレステリル基置換プルランは水中で自己組織化し、ナノサイズのゲルを形成する。このCHPナノゲルは抗原を内包し、ワクチンシステムへの応用が成されてきた。今までの検討により、CHPナノゲルはがんモデル抗原であるOvalbumin (OVA) をリンパ節へ効果的に送達し、細胞性免疫を誘導を可能とした。本研究では、CHPナノゲルを基盤としてより高い抗腫瘍効果を得るため、抗原提示細胞を標的化する新規ナノゲルワクチンの開発を試みた。そこで、CHPナノゲルへアニオン性を付与し、抗原提示細胞に発現しているスカベンジャーレセプターとの相互作用向上を図った。
CHPへ無水コハク酸を反応させ、100単糖あたり19あるいは40個のカルボキシル基が導入された2種類のCHPCOOHの合成を行なった。いずれもOVAを内包し、表面電荷が負に帯電したアニオン性ナノゲルワクチンを形成した。抗原提示細胞であるRAW264.7との相互作用を評価したところ、アニオン性の強さに従って相互作用が向上した。また、結合阻害実験より、アニオン性ナノゲルはスカベンジャーレセプターを介して抗原提示細胞と相互作用していることが示唆された。マウスへ皮下投与を行い、リンパ節内での免疫細胞とナノゲルワクチンの相互作用を評価したところ、カルボキシル基導入率に応じて抗原提示細胞との相互作用が向上していた。獲得免疫を評価するため、C57BLマウスへ皮下投与を行い、キラーT細胞の抗原特異的活性化を評価したところ、カルボキシル基の導入率に応じて効率的な活性化を誘導していることが示された。
以上の検討より、アニオン性ナノゲルは抗原提示細胞と効率的に相互作用し、キラーT細胞活性化率を向上可能なことが示され、従来のCHPナノゲルによるワクチンシステムをさらに改善した治療ワクチンとして機能することが期待される。
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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
昨年度の検討であったCHPナノゲルの利点を活かし抗原デリバリーシステムの改善を目標に、アニオン性の付与による抗原提示細胞の標的化を試みた。そこで、アニオン性CHPであるCHPCOOHの合成、物性評価、in vitro, in vivo評価を行い、アニオン性ナノゲルワクチンの調製法や、抗原提示細胞との相互作用の機序、免疫活性化能を明らかにしてきた。特に抗原提示細胞との相互作用の効率はアニオン性の付与によりin vitro, in vivo共に大きく向上した。また、リンパ節内での抗原分布も変化し、CHPナノゲルはリンパ節内で拡散していたのに対し、アニオン性ナノゲルはマクロファージの分布と一致していることが明らかとなった。このように抗原提示細胞標的性を示すアニオン性ナノゲルは、CHPナノゲルと比較して強いキラーT細胞活性化を示し、より効率的ながん治療ワクチンとしての機能することが期待される。現在はこの結果に基づき論文を執筆中であり、概ね予定通りに進捗していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
CHPナノゲルは従来、皮下投与経路で用いることで、キラーT細胞の活性化を誘導し、がん治療ワクチンとして機能すると報告されてきた。しかしながら、細胞性免疫の活性化の向上や、免疫活性の持続性改善の余地が見受けられ、がん治療の観点から課題となっていた。そこで今後は、他の免疫療法との併用により、CHPナノゲルワクチンを基盤とした免疫活性化を維持可能ながん免疫療法システムの開発を検討する予定である。具体的には、免疫チェックポイント抗体との併用によるT細胞の疲弊抑制効果を検討する。現在までの検討により、CHPナノゲルワクチンによりキラーT細胞は十分に活性化されるが、がん細胞や抑制性T細胞等の働きによりキラーT細胞が疲弊し、抗腫瘍効果を失っている可能性が示されてきた。そのため、抗PD-1抗体のような免疫チェックポイント抗体との併用により、キラーT細胞の活性が維持され、CHPナノゲルワクチンの効果が向上すると期待される。今後、OVAをモデル抗原として用いた系で抗腫瘍効果、及び腫瘍内環境の変化を検討予定である。
また、新たなCHPナノゲルの利用法として、静脈投与を行うことによって抗原を腫瘍内の免疫細胞へ運搬し、腫瘍内環境を活性化可能なことが明らかとなった。そこで、従来の皮下投与による細胞性免疫活性化と同時に、静脈投与による腫瘍内環境の活性化を行う、新規免疫活性化システムの検討を試みる。同じマテリアルが投与経路の変化により異なる効果を発揮する点は非常に興味深く、そのメカニズムや免疫活性化効果を評価予定である。
以上のように、CHPナノゲルを基盤としたワクチンシステムを展開し、より治療効果の高いがん免疫療法の開発を進めていく。
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