2020 Fiscal Year Research-status Report
Novel strategy of anti-tumor immune therapy using pseudo-infection exosomes presenting artificial neoepitopes
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19K12806
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
小山 義之 大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 客員研究員 (00162090)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 抗腫瘍免疫 / 細胞外小胞 / 樹状細胞 / 抗体産生 / エクソソーム / EV |
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| Outline of Annual Research Achievements |
腫瘍抗原は一般に免疫原性が低いことが、腫瘍免疫治療の大きな障壁となっている。一方一部の腫瘍細胞は、抗原性の高い腫瘍特異的ネオアンティジェンを持ち、高い治癒効果が得られている。しかし、腫瘍細胞がこのようなネオアンティジェンを持つ患者の割合は低い。
我々は結核菌抗原、ESAT-6の遺伝子を腫瘍細胞に導入し、「人工ネオアンティジェン」として発現させ、抗腫瘍細胞性免疫を誘導する手法を考案し、高い抗腫瘍効果が得られることを確認し報告してきた。遺伝子導入された腫瘍細胞は、ESAT-6抗原エピトープを提示したエクソソーム（以下"ESAT-Ex")を分泌し、これを捕食した樹状細胞が「危険信号」と認識して成熟し、抗腫瘍細胞性免疫を誘導すると考えた。
この機序を証明するために、培養腫瘍細胞から"ESAT-Ex"を調製し、担癌マウスに投与したところ、同様の高い抗腫瘍効果が観察された。さらに、マウス骨髄から分化誘導した培養樹状細胞が"ESAT-Ex"の添加によって成熟することを確認した。
一昨年度は、共存マクロファージの効果をチェックするために、自動磁気細胞分離装置を用いて樹状細胞のみを単離し、同様の実験を行ったところ、"ESAT-Ex"の添加後にCD86の発現向上が見られ、このような人工ネオアンティジェン提示エクソソームが直接樹状細胞を活性化する機能を持つことを確認した。
一方、"ESAT-Ex"はESAT-6抗原エピトープを提示するだけでなく、内部にESAT-6タンパク、およびその分解物等を含有し、ESAT-6に対する細胞性、液性免疫を誘導する機能を持つと思われる。これは感染症に対する予防・治療ワクチンの新しい概念となることが期待される。昨年度は予備的な実験において、"ESAT-Ex"を投与したマウスにて抗ESAT-6抗体の産生が誘導されることを確認した。
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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
「人工ネオエピトープ提示エクソソーム」、"ESAT-Ex"によって抗腫瘍免疫が活性化されることは、担癌モデルマウスを用いたin vivoの実験で確認してきた。そのメカニズムとして、"ESAT-Ex"が樹状細胞を刺激して成熟させ、抗腫瘍細胞性免疫を誘導すると考えた。しかし、その活性化が直接の樹状細胞への働きかけによるものなのか、あるいはマクロファージなどが介在してのものなのか不明であった。
そこで自動磁気細胞分離装置で単離した樹状細胞に"ESAT-Ex"を加えて評価を行うことで、"ESAT-Ex"が直接樹状細胞に刺激を与えて成熟させている機序が始めて確認された。
一方、このような微生物抗原提示エクソソームは、微生物抗原エピトープを提示するだけでなく、内部に抗原タンパク、およびその分解物等を含有する。さらに、エクソソームはマクロファージ、樹状細胞に効率的に取り込まれることから、これらの抗原提示細胞に微生物抗原をデリバリーする担体としても機能すると考えた。
そこで、結核菌抗原ESAT-6を提示・含有するエクソソームである"ESAT-Ex"を健常マウスに投与したところ、抗ESAT-6抗体の産生が誘導されることを確認した。
この概念を展開し、新規感染症に対する、副作用の無い安全な予防ワクチンを調製する新たな戦略の可能性が示唆された。
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| Strategy for Future Research Activity |
"ESAT-Ex"が直接樹状細胞を刺激して成熟させることが確認された。今後はその機序をさらに詳しく検討するために、ESAT-6の代わりに、良く研究されている抗原、オボアルブミン（OVA）を導入抗原として用いて、抗原提示などの挙動を詳しく検討する。
一方、これまでの研究において、in vivoでのESAT-6遺伝子の投与が自然免疫をも活性化することを確認している。"ESAT-Ex"がマクロファージに対しても活性化を促進する機能を持ち、それが投与初期の抗腫瘍免疫効果を高めていると考えられる。そこで今後は培養マクロファージを用いて"ESAT-Ex"への応答をしらべ、各種サイトカインの分泌などを分析して"ESAT-Ex"の自然免疫活性化の効果についても検討を行う。
これらと平行して、微生物抗原提示・含有エクソソームが抗原提示細胞に微生物抗原をデリバリーし、抗体産生を誘導する機能についても、その再現性、新たな抗原での応答などを調べ、新しい予防ワクチンシステムとしての可能性を検討する。
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| Causes of Carryover |
解析試薬の納品に時間がかかったため。
新たな抗原としてオボアルブミン（OVA）を用いて研究を進める。
OVAをコードしたプラスミドを作成し、これらを用いてOVA遺伝子を導入した細胞を調製し、そこから分泌されたエクソソームを用いて、その抗腫瘍免疫活性化機能、抗体産生誘導する機能を検討する。
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Research Products
(3 results)
