2021 Fiscal Year Research-status Report
メトホルミンと抗PD-1抗体併用療法の発展：多重蛍光組織染色で解く腫瘍微小環境
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19K16864
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
工藤 生 岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (40830378)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 腫瘍血管正常化 / メトホルミンと抗PD-1抗体併用療法 / CD8TIL / IFN-γ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は腫瘍微小環境中での腫瘍血管正常化の観点で、メトホルミン(Met)と抗PD-1抗体(αPD-1)併用治療の影響を引き続き調べた。4T1 乳癌細胞株をBALB/cマウスに皮内注射し、5～6日後からメトホルミン(5 mg/mL)の自由飲水投与と、抗PD-1抗体の腹腔内投与による治療を開始した。治療開始後3日目に腫瘍を摘出し、組織ブロックおよび切片を作成し、免疫組織染色法による解析を行った。
これまでにMet+αPD-1併用療法による腫瘍血管の正常化の指標として、血管内皮細胞(CD31+)とそれを覆っている血管平滑筋またはペリサイトのマーカーであるα-smooth muscle actin (αSMA)との重なる領域(CD31+ αSMA+)の増加、蛍光標識された70kDa dextran(70kDex)の腫瘍組織内部の血管からの漏れの減少を観察してきた。そしてこれらの血管正常化メカニズムを調べたところ、Met+αPD-1による血管外70kDexの抑制効果は、IFN-γの中和とCD8T細胞の除去のどちらにおいても消失した。以上から、Met+αPD-1併用療法による腫瘍血管の正常化は、活性化CD8T細胞によるIFN-γ依存的であることが新たに分かった。
本年度はIFN-γを産生する細胞の影響を考慮して、CD4T細胞の除去とNK細胞の除去による70kDexの漏れの評価を行った。その結果、どちらの細胞の除去もMet+αPD-1による血管外70kDexの抑制効果には影響がなかった。すなわちMet+αPD-1による腫瘍血管の正常化には、活性化CD8T細胞のみが関与していることが示唆された。また、血管内皮細胞に接着したCD8T細胞もしくはCD4T細胞が抗原提示を受け、活性化されているのではないかという可能性を考え、血管内皮細胞のMHC class I, class II分子の発現を調べた。その結果、血管内皮細胞はMHC class Iを発現しているが、class IIの発現はほとんど見られなかった。このことからも、Met+αPD-1による腫瘍血管正常化にはCD8T細胞から分泌されるIFN-γが重要な働きをしていることが考えられる。
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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
現在までの進捗状況はおおむね順調である。昨年度までに引き続き、今年度も腫瘍血管の正常化の指標となるような組織染色の結果を積み上げることができた。興味深いことに、この腫瘍血管正常化のメカニズムがCD8TILから分泌されるIFN-γ依存的であることをさらに深める結果を得ることができた。このことは、メトホルミンと抗PD-1抗体併用療法において、活性化CD8TILが癌細胞を攻撃するだけでなく、血管の正常化も行うことで腫瘍微小環境全体の改善にも寄与していることを示唆している。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまではGLUT1の発現量とCD8TILの局在の関係性を軸にして、CD8TILの活性化や腫瘍血管との位置関係、腫瘍血管の正常化、低酸素領域との位置関係を組み合わせて、治療前後でどのように変化するのかを解析してきた。今年度の研究から、メトホルミンと抗PD-1抗体併用療法での腫瘍血管の正常化メカニズムについて、CD8TILの重要性が新たに分かってきた。そこで今後は正常化した血管とGLUT１との発現量との関連性やCD8の局在、さらに以前見出していたGLUT1の発現量の発現不均一性をもたらすメカニズムとの関係性について深めていく。とくにGLUT1の発現や代謝、ROS除去機構を広く制御していることが知られているTXNIPの発現に着目して、低グルコースや低酸素といった腫瘍微小環境がどのように変化していくのか調べていく。
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