Quantitative evaluation of radiation-induced immunostimulating effect

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K08110
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52040:Radiological sciences-related
• Research Institution: National Institutes for Quantum Science and Technology
• Principal Investigator: Shimokawa Takashi 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 物理工学部, 研究統括 (20608137)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武島 嗣英 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 重粒子線治療研究部, 主幹研究員 (10360950) ; 中島 菜花子 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子医科学研究所 重粒子線治療研究部, 研究員 (50402863)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 重粒子線がん治療 / Abscopal効果 / 抗腫瘍免疫 / 併用療法

Outline of Final Research Achievements

Since radiotherapy can induce cell death in cancer cells in the patient’s body, it is expected to lead to cancer vaccine-like effects. To establish a systemic cancer therapy using a combination of radiation, especially carbon-ion beams, and immunotherapy, we analyzed mechanisms of anti-tumor immune responses activated by irradiation. We demonstrated that the combination of carbon-ion irradiation and immune checkpoint inhibitors can induce therapeutic effects even in distant non-irradiated tumors. Furthermore, we analyzed the associated biological changes in irradiated and distant tumors, and clarified the relationship between the induction of anti-tumor immunity by radiation and its induction of systemic therapeutic effects.

Free Research Field

放射線治療生物学, 分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

炭素イオン線治療は局所に対して非常に有効であるが、その治療成績の向上には診断が困難な微小転移への対応が必要である。今回の結果は、免疫療法との併用により転移などにより全身に広がったがんへの治療が可能であることを示し、その全身性の治療効果誘導に関わるメカニズムを照射された腫瘍および遠隔に存在する照射されていない腫瘍それぞれで詳細に解析を行った。今回見出した発現変化のあった遺伝子や免疫細胞の局在変化は治療効果予測マーカーとしての利用や治療効果誘導効率の改善を目的とした今後の研究に大いに貢献するものである。