2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of innovative delivery systems of biologics to the lung
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18K19935
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
佐藤 隆 信州大学, 先鋭領域融合研究群バイオメディカル研究所, 特任教授 (70510436)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下里 剛士 信州大学, 学術研究院農学系, 教授 (00467200)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 吸入免疫治療 / 肺がん / 乳酸菌 / 遺伝子組換え乳酸菌 / 免疫チェックポイント / PD-1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は肺がん吸入治療の可能性を探る挑戦的内容で、免疫調節（Th1刺激性）核酸の経気道投与による致死的肺がんモデルの生存率向上という結果を基に、吸入免疫治療の可能性を検証した。今回使用したルイス肺がん細胞株の同所移植致死的肺がんモデルでは、移植後21日で腫瘍関連リンパ装置を中心に免疫チェックポイントに関わるProgrammed cell death (PD)- 1陽性細胞が単位腫瘍面積(mm2)あたり平均650個確認された。この移植モデルに経気道免疫調節核酸治療を施行した群では、PD-1陽性細胞は平均390個/mm2に減少を認め、抗腫瘍免疫応答の改善が生存率向上に寄与したことが示された。本研究では生存率の大幅な改善を目標とし、免疫チェックポイント阻害抗体を肺病巣へ直接送達するうえで分子サイズの低減を目指し、通常の抗体と同等の親和性を有する最小断片であるSingle-chain variable fragment (scFv) による経気道的吸入抗体治療ツールの開発を行った。通常の抗体製剤の分子量が150kDaに対してscFvでは30kDa以下と小さく、乳酸菌など安全性の高い有用微生物による生産が可能となり、標的組織・細胞への浸透性が高いことが予想される。本研究では、乳酸菌用プラスミドのマルチクローニングサイトにPD-1あるいはPD-L1 scFv遺伝子、またはCytotoxic T-Lymphocyte-associated protein (CTLA)-4 scFvを挿入し、各種scFv遺伝子発現ベクターを導入した遺伝子組換え乳酸菌L. lactis NZ9000株を構築した。PD-1 scFv産生乳酸菌の点鼻投与による検証では、致死的肺がんモデルの治療後8週経過で100％の生存率を達成し（ベクターコントロール群は33％）、経気道免疫治療の有用性が実証されたと考える。
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