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2018 Fiscal Year Research-status Report

エクソソームのがん間質傷害作用を利用した腫瘍浸潤がん細胞傷害性T細胞の最適化

Research Project

Project/Area Number 18K19474
Research InstitutionMie University

Principal Investigator

瀬尾 尚宏  三重大学, 医学系研究科, 特任講師(研究担当) (50283354)

Project Period (FY) 2018-06-29 – 2020-03-31
Keywordsエクソソーム / 細胞傷害性T細胞 / 免疫細胞療法 / がん間質
Outline of Annual Research Achievements

これまでの研究で、CD8+T細胞エクソソームは、間葉系マーカーを表現した腫瘍内間葉系幹細胞やがん関連線維芽細胞などのがん間質細胞に特異的に取り込まれそれら細胞を傷害でき、CD8+T細胞エクソソームによりがん間質を失った腫瘍は、浸潤や転移能を著しく損なうことを証明した。一方、近年、PD-1特異的抗体などを用いた免疫チェックポイント分子阻害によるがん細胞傷害性T細胞賦活法や、がん細胞特異的CAR-T細胞による免疫細胞療法など、細胞傷害性T細胞を用いたがん免疫療法が盛んである。しかしながら、これら免疫細胞療法では、新生血管があるがん間質部から侵入したがん細胞傷害性T細胞が、がん間質のバリアを超えてがん細胞が密に存在するがん実質部へ侵入できず、このことががんに対する免疫細胞療法の奏効率の低下につながる可能性が指摘されている。本研究では、CD8+T細胞エクソソームのがん間質傷害性をがんのワクチンや免疫細胞療法に応用し、その有効性を検証することが目的である。
がん間質傷害性エクソソームは、DUC18マウス(CMS5a線維肉腫特異的CD8+細胞傷害性T細胞のTCR遺伝子導入マウス)脾臓細胞やBALB/c脾臓細胞のCD8+T細胞を培養した上清から分取し、コントロールとしてはOT-IIマウスCD4+T細胞、間葉系幹細胞、CMS5aがん細胞の培養上清から得られるエクソソームを使用した。また免疫細胞療法としては、がん細胞特異的CAR-T細胞とがん細胞特異的細胞傷害性T細胞のそれぞれに特異的ながん細胞の皮下移植腫瘍マウスへの尾静脈投与により行った。
CAT-T細胞を用いた実験については、治療モデルの作製まで終了した。がん特異的細胞傷害性T細胞とCD8+T細胞エクソソームとの併用では、免疫細胞療法単独よりも腫瘍増殖が顕著に弱まり、併用なしでは周辺部にいた細胞傷害性T細胞が腫瘍実質部に移動していた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の研究計画では、がん特異的T細胞抗原リセプター(TCR)遺伝子導入T細胞療法とがん細胞特異的CAR-T細胞療法の免疫細胞療法を予定しており、がん特異的TCR遺伝子導入T細胞療法とCD8+T細胞エクソソームとの併用効果については概ね研究を完了している。がん細胞特異的CAR-T細胞の作製については、CAR遺伝子導入T細胞の取得はほぼ完了し、その特異的がん細胞担がんマウスへの移入実験を行なっているところであり、移入実験を重ねた結果、樹状細胞を用いたCAR-T細胞に対するワクチンが、CAR-T細胞の活性持続性に大変重要であることを明らかにした。エクソソームとの併用実験については次年度の課題となっている。このように、本研究課題は、当初予定していた研究計画の進捗をほぼ達成していると考えられる。また当初の研究計画では記載していなかった、アジュバンドとがん抗原ペプチドを用いたがんワクチンとCD8+T細胞エクソソームとの併用効果についての検討も、本研究テーマと目的に沿っており検討を開始している。間葉系細胞で構成されるがん間質の傷害作用に関わるエクソソーム分子の同定も並行して行なっており、T細胞の標的細胞傷害に関わる多くの傷害分子をCD8+T細胞エクソソームも持つことを明らかにしており、それら物質がエクソソームを介してどのように細胞傷害に関わるかの分子機序解明も同時に進めている。

Strategy for Future Research Activity

CD8+T細胞エクソソームを併用することによる、移入がん細胞特異的TCR遺伝子導入T細胞の腫瘍実質領域への侵入動態はほぼ観察が終了しているので、今後はがん特異的CAR-T細胞とCD8+T細胞エクソソームとの併用における移入細胞動態の詳細な解析を行う。CD8+T細胞エクソソームの併用におけるがん細胞特異的TCR遺伝子導入T細胞とがん細胞特異的CAR-T細胞との腫瘍内動態の類似点と相違点を明確にし、その違いをケモカインやサイトカインの測定により明らかにする。これと並行して、がん抗原ペプチドとアジュバンドを用いたがんワクチンで、CD8+T細胞エクソソームとの併用が腫瘍増殖と腫瘍浸潤T細胞動態にどのような変化を与えるか、免疫組織学や分子生物学的手法を用いて明らかにする。併用で、最も有効なアジュバンドを選択し、網羅的mRNA解析により、CD8+T細胞エクソソームを用いた併用で有効な免疫関連分子変化を明確にする。一方、間葉系細胞で構成されるがん間質の傷害作用が、CD8+T細胞エクソソームの如何なる分子に依存して起こるかの解析も進める。エクソソームのがん間質傷害機序解明と、併用での腫瘍内におけるT細胞動態に影響を与える免疫関連分子変化の探求は、免疫チェックポイント分子阻害治療を始め、あらゆるT細胞介在性がん免疫療法の有効な指標の一つになりうる。

Causes of Carryover

当初計画を予定していたプロテオーム解析に関する費用が、抗体を用いた確認解析になったため、その差額が生じた。
確認解析が終了したため、プロテオーム解析を行う。

  • Research Products

    (10 results)

All 2019 2018

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Antigen delivery targeting tumor-associated macrophages overcomes tumor immune resistance2019

    • Author(s)
      D Muraoka, N Seo, T Hayashi, Y Tahara, K Fujii, I Tawara, Y Miyahara, K Okamoto, H Yagita, S Imoto, R Yamaguchi, M Komura, S Miyano, M Goto, S Sawada, A Asai, H Ikeda, K Akiyoshi, N Harada, H Shiku
    • Journal Title

      Journal of Clinical Investigation

      Volume: 129 Pages: 1278-1294

    • DOI

      10.1172/JCI97642

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Activated CD8+ T Cell extracellular vesicles prevent tumor progression by targeting of lesional mesenchymal cells2018

    • Author(s)
      N Seo, Y Shirakura, Y Tahara, F Momose, N Harada, H Ikeda, K Akiyoshi, H Shiku
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 9 Pages: 435

    • DOI

      10.1038/s41467-018-02865-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Exosome-mediated regulation of tumor immunology2018

    • Author(s)
      N Seo, K Akiyoshi, H Shiku
    • Journal Title

      Cancer Science

      Volume: 109 Pages: 2998-3004

    • DOI

      10.1111/cas.13735

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Anti-tumor activity of CAR-T cells targeting the intracellular oncoprotein WT1 can be enhanced by vaccination2018

    • Author(s)
      Y Akahori, L Wang, M Yoneyama, N Seo, S Okumura, Y Miyahara, Y Amaishi, S Okamoto, J Mineno, H Ikeda, T Maki, H Fujiwara, T Kato, H Shiku
    • Journal Title

      Blood

      Volume: 132 Pages: 1134-1145

    • DOI

      10.1182/blood-2017-08-802926

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 活性化CD8+ T細胞から放出されるエクソソームはがん間質の間葉系細胞に働きかけ、がんの進行を抑制する2018

    • Author(s)
      瀬尾尚宏、珠玖洋
    • Journal Title

      実験医学(羊土社)

      Volume: 36 Pages: 1894-1897

  • [Journal Article] 免疫疾患におけるエクソソーム(細胞外小胞顆粒と疾患)2018

    • Author(s)
      瀬尾尚宏
    • Journal Title

      最新医学

      Volume: 73 Pages: 1196-1202

  • [Presentation] Only a portion of the T cell-released exosomes has a capacity to destruct mesenchymal tumor stroma2019

    • Author(s)
      N Seo, T Kaneda, J Nakamura, K Akiyoshi, H Shiku
    • Organizer
      ISEV2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] T細胞エクソソームと腫瘍微小環境変化2018

    • Author(s)
      瀬尾尚宏
    • Organizer
      第22回日本がん免疫学会総会
    • Invited
  • [Presentation] Relationship between diversity of CD8+ T cell exosomes and destruction of mesenchymal tumor stroma2018

    • Author(s)
      瀬尾尚宏、金田次弘、中村純子、百瀬文康、秋吉一成、珠玖洋
    • Organizer
      第77回日本癌学会総会
  • [Patent(Industrial Property Rights)] エクソソームの製造方法2018

    • Inventor(s)
      珠玖洋、瀬尾尚宏、金田次弘、中村純子、秋吉一成
    • Industrial Property Rights Holder
      珠玖洋、瀬尾尚宏、金田次弘、中村純子、秋吉一成
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2018-143200

URL: 

Published: 2019-12-27  

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