2018 Fiscal Year Research-status Report
The synthesis of a photoactivatable alpha-GalCer derivative that maintains immunostimulative activty by evading anergy induction
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17K19194
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
湯浅 英哉 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (90261156)
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2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 光免疫療法 / アナジー誘導 / ガラクトシルセラミド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
免疫抑制剤として注目されているα-ガラクトシルセラミド（GalCer）は、元々その免疫賦活性が注目され免疫抗癌薬剤として開発されたが、頻回投与でアナジー誘導（免疫不応答）が起こり、抗癌活性が消失してしまう。本研究は、GalCerの免疫賦活性を改良し、抗癌剤として再開発を行うことを目的とする。つまり、光照射部局所的に活性が発現するようにGalCerの構造を改変し、アナジー誘導を回避して免疫賦活性を持続できるようにする。本研究は、光線免疫療法という新しい治療分野の先駆けとなる。また、局所免疫活性化⇒サイトカイン産生量の時系列モニターにより、免疫療法におけるアナジー誘導の機構解明に迫る。糖脂質GalCerは抗原提示細胞上のCD1dによって抗原提示される。ガラクトースがNKT細胞のレセプター（TCR）に認識されると、インターフェロン（IFN-γ）が放出され、免疫賦活性を示すため抗癌剤として開発が進められたが、頻回投与するとアナジー誘導が起こり、逆に免疫抑制に転じてしまうため、他研究機関では開発が断念されている。本研究では、光異性化により構造変化するアゾベンゼン（AzoPh）基を持つ誘導体（GalCerAzoPh）を合成し、光照射により患部局所のみ免疫
賦活性化できる手法を開発する。本年度は、GalCerAzoPhの合成を完成させるとともに、CD1dとTCRの結合に与えるGalCerAzoPhへの光照射の影響を調べ、予測どおり、光照射した後の方が結合活性が向上することを確かめることができた。
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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
まず、リンカーの長さが様々なGalCerAzoPhの合成を完成させることができた。さらに、これらを用い、蛍光活性化セルソーティング（FACS）によりCD1dとTCRの結合能を調べた。その結果、光を照射する前、すなわちアゾベンゼンE体の場合に比べ、光を照射後のZ体の方が結合活性が向上することを見出した。この活性上昇はドッキングシミュレーションでも再現されたので、当初の予想通りの結果と言える。よって、総合的に研究開発が順調に進んでいると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
GalCerAzoPhへの光照射によりCD1dとTCRの結合能が向上することが観察されたが、この結合向上は活性をスイッチしていると言えるほどの差ではなかった。そこで、アゾベンゼンのサイズを大きくするなどの工夫を加え、これを克服する。また、E体からZ体への変換に数時間かかる点も問題であり、これについてもアゾベンゼン以外の光異性化ユニットを検討する。これらの結果を踏まえた上で光照射後、NKT細胞で放出されるサイトカインの種類と量を検証する。さらに、良い結果が得られた誘導体については、マウスを用いたin vivo実験でGalCerの抗腫瘍効果などを検証する。これらの生物学的実験は東大医科研の渡会浩志准教授との共同研究によって行う。
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| Causes of Carryover |
東京大学医科学研究所渡会先生との共同研究で免疫応答相互作用を、サイトメトリーを用いて調査し、プレリミナリーではあるが当初予定していたよりも早く望ましい結果が得られた。これにより、実験条件の最適化などの試行錯誤において使用予定だった蛍光標識抗体などの高額な試薬の購入が節約できたため。論文に載せるための精緻な実験を行うために、継続して共同実験を行い、蛍光標識抗体などの高価な試薬を購入する。
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