TLR9とRIG-Iを標的とした肝がんに対するin situワクチン療法の開発

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K09421
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 高橋 健 京都大学, 医学研究科, 助教 (60594372)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石井 健 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 ワクチン・アジュバント研究センター, 招へいプロジェクトリーダー (00448086)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: がん免疫 / 自然免疫 / ワクチン / 肝がん / 消化器がん

Outline of Annual Research Achievements

腫瘍局所の自然免疫を賦活化するin situ ワクチンは、腫瘍穿刺が日常臨床でおこなわれている消化器がんでは将来有望な治療法となりうる。本研究はin situ ワクチンの消化器がん、特に肝がんにおける有用性をモデルマウスで明らかにすることを目的として計画された。前年度は、K3-SPGがI型IFNやIL-12などの腫瘍免疫で重要な自然免疫系のサイトカインを誘導することを確認し、また、肝がん、大腸がん、膵がんの細胞株をもちいて主に皮下移植モデルでK3-SPGの抗腫瘍効果を評価するための実験系を構築した。今年度は、これらのマウスモデルを用いて、K3-SPGによるin situ ワクチンの効果の評価を試みた。大腸がん、膵がんのモデルでK3-SPGによる腫瘍増殖抑制効果が示され、生存期間の延長効果や抗PD-1抗体による抗腫瘍効果の増強効果が一部では認められた。K3-SPG投与に伴う腫瘍内の免疫環境の変化を解析し、腫瘍局所でK3-SPG投与群ではI型IFN応答遺伝子の発現上昇がみられることを明らかにした。また、細胞レベルでは腫瘍浸潤細胞を回収しFACS解析をおこなっている。なお、肝がんに関しては、Hepa1.6細胞を用いて皮下移植（異所性）や肝内移植（同所性）を試み、既報どおりC57BL/6マウスを宿主として腫瘍細胞の生着が確認できている。しかし、以下の項で記載するように、実験を反復すると他の腫瘍モデルと比べて細胞の生着率が安定しないことが判明したため、現在、宿主マウスを変更してより安定した実験系の構築を試みている。なお、肝がんの同所性モデル作成の過程で、大腸がんでは安定した肝転移モデルが樹立できたため、K3-SPGの経静脈投与による抗腫瘍効果を評価したところ、非投与群と比べ抗腫瘍効果や生存延長効果が確認された。今後はこの知見についても研究を展開していく予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

今年度は主に、大腸がんと膵がんの皮下移植モデルでK3-SPGによるin situ ワクチンの効果を評価し、抗腫瘍効果や生存期間の延長効果が確認できた。また、K3-SPG投与に伴う腫瘍内の免疫環境の変化の解析も遺伝子発現レベルや細胞レベルで進行しており、おおむね当初の計画どおりの進捗状況と考えられる。また、当初の計画には含まれていなかったが、大腸がんの肝転移モデルでは、K3-SPGの経静脈投与の有効性が示唆され、今後この知見についても研究の発展性が見込める。肝がんモデルではHepa1.6細胞を使用し、既報に従いC57BL/6マウスへの移植を行ってきた。その結果、皮下移植（異所性モデル）、門脈内注入や脾内注入による肝内移植（同所性モデル）ともに腫瘍細胞は生着するものの、実験反復により大腸がんや膵がんなどの他のモデルと比較して生着率が安定しないことが判明した。この点につき、Hepa1.6細胞株の使用経験のある他の研究グループと情報交換したところ、生着率について我々と同様の経験があり、この細胞株の本来の由来であるC57L/Jマウスを用いるとC57BL/6マウスと比べて生着率が安定するとの情報を得た。門脈内注入や脾内注入は手技的に確立しており、実際に大腸がんの肝転移モデルは樹立しているため、C57L/Jを用いれば安定して実験に使用できる肝がんモデルが作成できるものと考えられる。

Strategy for Future Research Activity

肝がん(他項で記載のとおり宿主マウスを工夫したモデルを使用)、大腸がん、膵がんの皮下移植マウスモデルを用いて、K3-SPGのin situ ワクチン実験を行い、腫瘍縮小効果、生存延長効果を評価する。さらに、抗PD-1抗体療法との併用効果の解析、abscopal効果の評価（in situ ワクチン実施側と対側の皮下移植腫瘍の縮小効果）、腫瘍局所における遺伝子発現プロファイル解析、腫瘍浸潤細胞のFACS解析などを併せておこなう。また、肝がんの同所性移植モデルや自然発がんモデルマウスにおけるK3-SPGの抗腫瘍効果を評価する。なお、RIG-Iリガンドの腫瘍内注入に関しては、初年度にK3-SPGのI型IFN産生能が既存の自然免疫活性化リガンドと比べて非常に強いことが確認されたことや、K3-SPGのみでも免疫誘導性細胞死の誘導が報告されていることから、まずはK3-SPG単剤投与の抗腫瘍効果を試みることとし、抗腫瘍効果が弱い場合にRIG-Iリガンドの腫瘍内注入併用を試みることとする。肝転移モデルでの検討は当初の計画には含まれていなかったが、大腸がんの肝転移で経静脈投与によるK3-SPGの抗腫瘍効果が示唆されたため、この知見に関してもすでに樹立した膵がん肝転移モデルも併せて、さらに研究を継続する。大腸がんや膵がんでは高頻度に肝転移をきたすため、K3-SPGによる新規治療の開発につながる可能性が期待される。

Causes of Carryover

分担研究者の研究室では、年度内で実験に使用する消耗品の残ストックがあり、今年度中に購入する必要性がなかったためで、次年度の消耗品購入に充当する見込みである。