2020 Fiscal Year Research-status Report
腫瘍内微小環境でのマクロファージCD163の機能解析と治療標的分子としての可能性
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19K09555
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
白石 大偉輔 熊本大学, 病院, 非常勤診療医師 (70769512)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菰原 義弘 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (40449921)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | マクロファージ / 肉腫 / CD163 / スルフィド化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、マクロファージの活性化機構には、古典的活性化経路(M1)とオルタナティブ活性化経路(M2)が存在することが知られている 。M1/M2 マクロファージは、それぞれに表現形質も異なっており、M1マクロファージではTLR2やTLR4等の発現が亢進し、M2マクロファージではCD163やCD204の発現が増強する。しかしながら、これらの表現形質が、それぞれのマクロファージの機能に果たす役割については不明な点が多く、特に、ヘモグロビンスカベンジャー受容体であるCD163のM2マクロファージにおける機能に関しては、 ほとんど明らかにされていない。本研究ではM2マクロファージで誘導されるCD163の腫瘍免疫における役割を調べることで、CD163の新たな機能ならびにガン病態への関わりを解明し、将来的に臨床応用可能なマクロファージの活性化制御に基づく新規治療戦略の一助にすることを目的とする。
本年度は、CD163発現制御化合物の抗腫瘍作用の検討において、これまでの研究で同定したCD163発現を抑制する化合物（環状スルフィド化合物であるOnionin A）を候補化合物として、さらなる活性増強を目指した誘導体の作製において調整したOnionin Aの誘導体を用いて、それら誘導体のマクロファージおよび肉腫を含むがん細胞株に対する作用、ならびに腫瘍移植モデルマウスにおける効果を評価した。その結果、環状スルフィド化合物Onionin A誘導体はマクロファージの活性化制御により腫瘍増殖を抑制することを明らかにした。さらに、環状スルフィド化合物が腫瘍移植モデルマウスでの腫瘍微小環境におけるマクロファージの活性化制御を介した抗腫瘍免疫活性化により腫瘍進展を抑制することを明らかにした。
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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
本年度の実験計画における一つの目標としては、マクロファージにおけるCD163の骨腫瘍増殖・進展に与える影響を細胞実験にて評価することであった。その結果、CD163WT/KO のマクロファージと骨肉腫細胞株（AXT細胞）を共培養し、BrdU取り込みアッセイにて、CD163の腫瘍細胞の増殖に与える影響を評価したところ、CD163 KOマクロファージではWTマクロファージと比較して、骨肉腫細胞株の増殖の抑制傾向が認められたが、前年度の研究では、マウス移植モデルにてCD163 KOマウスでは骨肉腫（AXT細胞）移植により腫瘍進展（腫瘍重量・主要サイズ）が促進されたことから、in vivoとin vitroでは研究結果の相違が認められた。ゆえに、再現性の確認を含めたさらなる検証が必要であると考えている。また、本年度の実験計画におけるもう一つの目標であったCD163をターゲットとしたマクロファージ活性化制御化合物の抗腫瘍効果の検討としては、環状スルフィド化合物であるOnionin A誘導体が腫瘍移植モデルマウスにて腫瘍進展（腫瘍重量・腫瘍サイズ）を抑制することを明らかにし、その腫瘍組織を用いた解析においても、Onionin A誘導体が腫瘍微小環境でのマクロファージ活性化制御により、CD8陽性T細胞の増加に寄与することで腫瘍進展を抑制することを明らかにした。本研究結果については、現在学術論文に投稿中である。また、CD163WT/KOマウスを用いた炎症誘発モデルにおいてCD163が炎症抑制に関与していることを明らかにし、学術論文にて報告した。ゆえに、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策としては、骨肉腫細胞（AXT細胞）の培養上清刺激によるマクロファージの活性化マーカー(CD163, CD206, CD169)発現への影響や、それらの発現に関与する転写因子であるSTAT3やSTAT1等の活性化を評価する。また、CD163WT/KO のマクロファージと骨肉腫細胞株を共培養し、共培養上清中のサイトカインやケモカイン量をELISAにて評価することで、CD163がマクロファージや骨肉腫細胞の活性化ならびに腫瘍免疫に及ぼす影響を評価する。さらに、新たなCD163に作用する化合物（CD163抑制化合物・CD163誘導化合物）の活性評価を行うことで、将来的に臨床応用可能なマクロファージの活性化制御に基づく新規治療戦略の基礎的知見を得ることを目指す。
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| Causes of Carryover |
(理由) 新型コロナウイルスの影響で、2020年4月から7月および2020年3月が、主に臨床業務を行わなければならず、研究時間を確保できず十分な研究が行えな かったこと、ならびに学会発表が行えなかったため次年度使用額が生じた。
(使用計画) この一年間において、コロナ渦の状況においても、研究分担者の協力もあり効率的に研究を行える体制を整えてきたため、次第に停滞していた実験も効率良く行えるようになってきている ことから次年度の研究実施にあたって支障はない。
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