Oncolytic virotherapy for salivary carcinoma

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K11397
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 江崎 伸一 名古屋市立大学, 大学院医学研究科, 助教 (20620983)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 濱島 有喜 名古屋市立大学, 大学院医学研究科, 研究員 (30343403) ; 五島 典 名古屋大学, 医学系研究科, 講師 (70201499)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 腫瘍溶解ウイルス療法 / 唾液腺癌細胞

Outline of Annual Research Achievements

癌細胞のみでウイルスが増殖し感染細胞を破壊させる、「腫瘍溶解ウイルス療法」が開発されてきた。我々は抗腫瘍単純ヘルペスウイルス1 型HF10 を分離し、HF10 が様々な腫瘍において抗腫瘍効果を示すこと、抗癌剤との併用で抗腫瘍効果が増強されることを、マウスモデル等を用いて明らかにしてきた。また、頭頸部扁平上皮癌に対する抗腫瘍効果をin vitro、in vivo の両面から明らかにした。ところで、唾液腺癌は放射線治療や抗癌剤が著効せず、新規治療法の開発が望まれている疾患である。今回はHF10 の唾液腺癌に対する抗腫瘍効果をin vitro、in vivo の両面から検討した。
ヒト、マウス由来の顎下腺癌細胞株に対するHF10の抗腫瘍効果を検討したところ、HF10は増殖し、細胞変性効果をもたらした。また、HF10はウイルス力価 (pfu) 依存的に殺細胞効果を認めた。しかし顎下腺癌細胞株への抗腫瘍効果は、今まで検討した頭頸部扁平上皮癌への腫瘍効果より劣る結果となった。そこで、in vivoでは5-FUとの併用療法を検討した。まずは顎下腺癌細胞株をマウス耳下腺内に移植し、耳下腺腫瘍モデルマウスを作成した。マウスの治療はHF10と5-FUのプロドラッグであるTS-1を候補として用いた。併用療法によりマウス耳下腺腫瘍は著明に縮小し、一部のマウスにおいては腫瘍が消失した。今後は5-FUとTS-1で抗腫瘍効果が増強される理由を検討したい。

Current Status of Research Progress

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

Reason

最初に、in vitroにおける抗腫瘍効果の検討を行った。セルラインとしては、ヒト顎下腺癌細胞株 (A253)、マウス顎下腺癌細胞株 (WR21、SCA-9) を用意した。また初期培養細胞株としては、ヒト顎下腺癌細胞株 (NSDC-5F) を名古屋市立大学病院で行った手術検体から培養・分離した。まずはHF10を感染させたところ、感染後の細胞では組織変性効果が認められ、また培養上清中には増殖したウイルスが認められた。次にHF10による抗腫瘍効果を検討したが、ウイルス力価 (MOI) 依存的な殺細胞効果を認めた。しかし、以前検討した頭頸部扁平上皮癌 (FaDu、NSCC-1F、NSCC-2F) における抗腫瘍効果より高い力価を要した。次に化学療法剤としてシスプラチン、5-FUを用意し、抗腫瘍効果を検討した。どちらの腫瘍も濃度依存的な殺細胞効果を認めた。
次に担癌動物モデルを作成した。マウス顎下腺は巨大であるため、その次に大きい大唾液腺である耳下腺に顎下腺癌細胞株を移植し、耳下腺腫瘍モデルマウスを作成した。ヌードマウスの耳下腺内にA253を移植し、耳下腺腫瘍モデルマウスを作成した。以前用いた頭頸部扁平上皮癌細胞 (Fadu) と比べて、A253はHF10単独治療の効果が悪かったため、5-FUのプロドラッグであるTS-1との併用療法を検討した。HF10単独、TS-1単独でも耳下腺腫瘍は縮小し、抗腫瘍効果は認められたが、併用療法により腫瘍は著明に縮小し、一部のマウスでは腫瘍が完全消失した。

Strategy for Future Research Activity

以上の検討により、HF10、TS-1の併用治療によりマウス耳下腺腫瘍モデルマウスにおける抗腫瘍効果が認められた。TS-1は代謝されて5-FUになるが、5-FUはDNA合成を阻害するため、HF10の増殖も阻害すると考えられる。過去にも5-FUを含む化学療法剤は抗腫瘍単純ヘルペスウイルスの増殖を阻害することが報告されている (Kulu Y, Cancer Gene Ther. 2013 Feb; 20 (2): 133-40.)。今回の検討ではHF10、TS-1の併用療法によりA253由来の耳下腺腫瘍が縮小したが、他の細胞株でも同様の所見が得られるか検討する予定である。
また、HF10、TS-1の併用療法でA253由来の耳下腺腫瘍マウスモデルで腫瘍が縮小した点については、併用両方により抗腫瘍効果が増強された機序を検討する予定である。まずは組織切片を作成し、局所における効果をまずH&E染色で確認する。連続切片をHSV抗体で染色することにより、HF10感染領域と壊死している領域が一致しているかどうかを検討する予定である。また5-FUの前処置により、HF10感染で引き起こされたDNA damageが強くなり、より強力な抗腫瘍効果が得られた可能性を考えているため、gH2-AXなどでDNA damageを検討し、またATMなどDNA damageを修復する蛋白などについても発現を検討する。同様の効果がin vitroでも確認できるか、細胞染色、western blottingで検討する予定である。

Causes of Carryover

研究は順調であるが、免疫染色用の抗体の購入を次年度に繰り越した。抗CD4抗体、抗CD8抗体を購入する予定である。