2022 Fiscal Year Annual Research Report
Exploration of molecular mechanism and therapeutic application of humoral tumor immunity based on sulfated-glycosaminoglycan antigens and immunogenomics
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19H01032
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
加藤 洋人 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 准教授 (60446549)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 免疫ゲノミクス / 腫瘍免疫 / 硫酸化糖鎖 / シングルセル解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)液性腫瘍免疫に着目したシングルセル免疫レパトア解析
実験プロトコールの洗練化・汎用化を継続して進め、多様な臨床がん試料に対するシングルセル・トランスクリプトーム解析および腫瘍浸潤B細胞のシングルセル・レパトア解析を進めた。継続的なデータ取得を進めるとともに、重鎖・軽鎖ペアの完全長レパトア配列情報の取得およびsomatic hypermutation等のレパトア情報科学を進め、多くのがん特異的ヒト免疫グロブリン配列を同定した。また、シングルセル・トランスクリプトーム情報との統合解析のパイプラインを開発し、がん特異的な液性免疫の特徴を捉える基盤を構築した。シングルセル免疫レパトア解析で同定されたがん特異的な免疫グロブリン配列を網羅的にヒト抗体ライブラリとして構築し、がん細胞への反応性や増殖抑制効果などの機能スクリーニングを遂行することで、がん治療抗体としての可能性を有する複数のヒト抗体候補を見出しつつある。特に重要と思われる機能性抗体については、タンパク抗原や糖鎖抗原など多角的な抗原探索を進めた。
(2)抗硫酸化糖鎖ヒト抗体の抗原構造の探索と意義の探索
ヒトがん環境のレパトア解析から単離してきた複数のがん特異的抗硫酸化糖鎖ヒト抗体について、さまざまな構造の硫酸基修飾を持つ硫酸化糖鎖ライブラリを用いた結合スクリーニングを進め、がん特異的な硫酸化糖鎖抗原の構造的特性を見出すことに成功した。それらの抗硫酸化糖鎖ヒト抗体を用いてヒト臨床がん試料に対する免疫染色等の検討を進め、ヒトがん組織における特異的硫酸化糖鎖構造の分布や生物学的意義を探索した。また、それらの抗硫酸化糖鎖ヒト抗体を基盤とした新しいがん治療法としての応用可能性について、検証実験を加速的に進めた。
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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
おおむね研究計画に沿って研究を進めることができており、当初の計画通りに順調に進展している。
具体的には、多様な臨床がん試料に対するシングルセル・トランスクリプトーム解析とシングルセル・レパトア解析を継続的に進めることができており、がん環境の液性腫瘍免疫に特に注目することで、腫瘍環境を構成する多種多様な細胞エコシステムをシングルセルレベルで詳細に解析している。臨床がん試料に浸潤する膨大な細胞数の腫瘍浸潤B細胞について、シングルセルレベルの解像度で可変領域完全長のレパトア配列情報を構築できており、今後の研究の発展に繋がる大きな基盤を構築できている。併せてレパトア情報とトランスクリプトーム情報をシングルセルレベルで統合解析するための解析パイプラインの洗練化も進んでおり、液性腫瘍免疫の分子メカニズムを探索する解析も順調に進められている。これらの解析を基盤として、特にがん特異的反応性を有するヒト抗体クローンや抗腫瘍効果を有する機能性ヒト抗体の候補を網羅的に探索している。特に重要と思われるヒト抗体クローンについては、タンパク抗原や糖鎖抗原をはじめとする包括的な抗原探索を進めており、興味深い知見を見いだしつつある。さらに、がん特異的反応性を呈する複数の抗硫酸化糖鎖ヒト抗体については、その詳細な抗原特性やヒトがん環境における分布や生物学的意義の解析を進めることができており、硫酸化糖鎖がん抗原に着目した独自性の高いがん研究を推進することができている。全体的にみて、今後の研究の大きな発展に繋がる興味深い知見が順調に得られていると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画に沿って以下3項目の研究を進める。
(1)液性腫瘍免疫に着目したシングルセル免疫レパトア解析：多彩ながん試料に対するシングルセル・トランスクリプトーム解析とがん浸潤B細胞のシングルセル・レパトア解析を進め、液性腫瘍免疫の本態解明を目指す。シングルセル解像度のレパトア配列情報科学を基盤としてがん特異的ヒト抗体を網羅的に単離するとともに、シングルセル・レパトア情報とシングルセル・トランスクリプトーム情報を統合した高次元の解析を推進し、がん特異的な液性免疫が生じる分子メカニズムの探索を進める。同定された多量のがん特異的ヒト抗体配列を基盤として網羅的ヒト抗体ライブラリを構築し、がん細胞への反応性や増殖抑制効果などの機能スクリーニングを進めることで、がん治療抗体としての応用可能性を有する抗体候補を複数同定する。
(2)抗硫酸化糖鎖ヒト抗体の抗原構造の探索と意義の探索：ヒトがん環境では硫酸化糖鎖抗原に対する抗体を発現するB細胞クローンが高頻度に存在していることを明らかにしていたが、なぜがん環境で特異的にそのような硫酸化糖鎖に対するドミナントな液性免疫が生じるのか、多面的な分子生物学的アプローチによってその分子メカニズムを探索する。これまでに同定してきた複数の抗硫酸化糖鎖ヒト抗体を用いた病理組織学的検討を進めることで、ヒトがん組織における硫酸化糖鎖がん抗原の分布と生物学的意義をさらに追求する。それらの抗硫酸化糖鎖ヒト抗体をがん治療抗体として応用していくことを目標として、より実践的な検証実験を重点的に展開する。
(3)統合解析：(1)(2)の研究計画によって得られた成果を統合解析することで、シングルセルレベルの高精細・高次元のデータからがん特異的な液性免疫が生じる分子メカニズムを追求するとともに、独自性の高い新規がん治療ヒト抗体の応用開発へ繋がる基盤的足掛かりを得ることを狙う。
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