2020 Fiscal Year Research-status Report
サイトカインシグナルの増強による抗腫瘍効果の増大と新たな抗腫瘍薬の開発
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19K07514
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
三瀬 節子 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (00269052)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉村 昭彦 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (90182815)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 腫瘍免疫 / サイトカイン / エフェクター / 制御性T細胞 / IL6 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
T細胞でSOCS3を欠損した（SOCS3cKO）マウスは、移植されたがん細胞に対して強い抗腫瘍作用を発揮する。令和元年度においては、この強い抗腫瘍作用には、CD4+細胞とCD8+細胞の両方においてSOCS3を欠損してる必要があることを明らかにした。
本年度は、SOCS3欠損型CD8+細胞でどのような変化が起きているかを明らかにするために、腫瘍内の腫瘍抗原特異的なCD8+細胞のRNAseqを行った。SOCS3欠損型では、エフェクター作用に関わる遺伝子の発現が高いこと、またIL6によって誘導される遺伝子の発現が高いことが明らかとなった。
そこでSOCS3cKOマウスにおけるIL6の役割を検討するために、SOCS3cKOと全身的にIL6を欠損しているダブルノックアウトの抗腫瘍効果を検討した。その結果、IL6の欠損はSOCS3cKOマウスの高い抗腫瘍効果を完全に抑制した。このことは、SOCS3cKOマウスはIL6によって抗腫瘍作用を発揮していることを示している。IL6を欠損することで、腫瘍内CD8+細胞はGranzyme BやGranzyme Aなどのエフェクター分子の発現が減少し、CD4+細胞では制御性T細胞が増加していた。この結果はIL6はCD8+細胞にはエフェクター作用を亢進させ、CD4+細胞には制御性T細胞の分化を抑制することを示唆する。このIL6の作用は、IL6存在下でCD8+細胞や制御性T細胞を培養するin vitroの実験で再現することができた。
以上の結果から、SOCS3cKOマウスの高い抗腫瘍効果は、IL6がCD8+細胞のエフェクター作用を亢進させ、CD4+制御性T細胞を不安定にするためであることが明らかになった。
IL6は腫瘍形成においては促進的に働くと言われているが、IL6がT細胞に働くと抗腫瘍的に働くことを本研究で初めて示すことができた。
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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
これまでの研究によって、SOCS3cKOマウスが高い抗腫瘍能は、IL6によってもたらされていることことを明らかにした。IL6はCD4+細胞には制御性T細胞の分化を抑え、CD8+細胞にはエフェクター作用を促進することによって、抗腫瘍作用を増強している。
本研究課題において、SOCS3cKOで働くサイトカインを明らかにし、その作用機序を明らかにすることが一つの大きな課題であった。本年度でその大きな課題を克服できたことは大きい。IL6は様々な疾患や炎症で発現するサイトカインであり、腫瘍免疫においてはこれまで腫瘍形成に促進的に働くと考えられていて、T細胞の反応に対しても抑制的に働いているという考えが主流であった。しかし本研究ではIL6がT細胞に対しては、抗腫瘍能を促進するように働き、その働き方をも明らかにすることができた。これはまだ報告されていなIL6の一つの機能である。このように、本研究によって、これまで知られていなかった腫瘍免疫の一つの側面を明らかにすることができた。
本研究課題で、まだ目標を達成していない課題は、ヒトへの応用である。ヒトのCAR(chimeric antigen receptor)-T細胞を作成し、その細胞でSOCS3をCRISPR/Cas9でノックアウトすることで、抗腫瘍能を高めることを検討する。そのための実験は既に着手しており、実験条件の検討は終了している。最終年度にはその実験に行う。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度は、得られた結果をヒトへの応用を試みる。そのためにヒトのT細胞にCARをレトロウィルスベクターで導入し、CAR-T細胞を作成する。導入後にCas9タンパク質とSOCS3に対するsgRNAの複合体をエレクトロポレーションによって導入し、SOCS3の遺伝子をノックアウトする。数日の培養によって細胞を増やしたのちCAR陽性の細胞をソーティングにより単離し、ヒトのB細胞白血病株NALM6を移植したNSG超免疫不全マウス(NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl /SzJ)に養子移入しSOCS3を欠損させたことによる抗腫瘍作用への影響を明らかにする。更に、SOCS3を欠損したCAR-T細胞をin vitroでNALM6で刺激し、サイトカインやエフェクター分子の発現、細胞の疲弊化の様子、CTL活性などを検証する。また、CTLのエフェクター作用や細胞の幹細胞性を左右する細胞の代謝状態やミトコンドリアの状態を、フラックスアナライザー、MitoTrackというミトコンドリア検出薬、TMRM(tetramethylrhodamine methyl ester)というミトコンドリアの膜電位を検出する試薬によって明らかにする。
これらの実験から、CAR-TでSOCS3を欠損させることでCAR-T療法の効果を増強できるかどうか、T細胞にどのように影響を与えているかを明らかにする。
更に、SOCS3を欠損させていないCAR-Tを養子移入したマウスにSOCS3の阻害剤であるフォルスコリンを投与し、SOCS3欠損と同様な効果が得られるか検討する。
以上の実験からマウスで求められた結果がヒトにも応用できる可能性を探る。
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