2021 Fiscal Year Annual Research Report
増殖の臓器指向性と一細胞遺伝子発現解析に基づく治療最適抗腫瘍T細胞クローンの同定
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20H03474
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
上羽 悟史 東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 准教授 (00447385)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
七野 成之 東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 助教 (70822435)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | TCRレパトア / 免疫チェックポイント / シングルセル解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、研究代表者らが開発した独自のTCRレパトア解析手法に基づき提唱する、【増殖応答の臓器指向性に基づく新たなT細胞クローン分類法】についてその免疫学的基盤を確立し、難治がんに対するTCR遺伝子療法に不可欠な最適クローン選択に応用するための基礎を築くことを目的としている。
2021年度は担がんマウスにおいて免疫チェックポイント阻害剤（ICI）治療前後での腫瘍反応性T細胞クローンの追跡を可能とする実験モデルを確立した。マウスの両側背部へ腫瘍細胞を皮下摂取した両側腫瘍モデルマウスを作製し、両側の腫瘍、腫瘍所属リンパ節についてTCRレパトア解析を行ったところ、左右の腫瘍のTCRレパトアが、分割した同一腫瘍と同等の類似性を持つことを見いだした。この結果から、両側腫瘍モデルマウスの片側を治療介入前、残りを治療介入後に採取し、TCRレパトアと腫瘍体積の変化をそれぞれ解析し相関を見ることで、ICI投与によるTCRレパトアの変化と抗腫瘍効果の関連を定量的に評価できることが明らかとなった。また、B16メラノーマ、LLC肺がん細胞株を用いた皮下腫瘍モデルを作成し、腫瘍浸潤CD8+T細胞のscTCR/RNAseq解析を行うと共に、所属リンパ節との重複解析を行った。これにより、各モデルにおいて代表的なtumor major clone, dLN major clone, double major cloneを各10 clone程度選抜し、そのTCR alpha, beta遺伝子のクローニングを完了した。ヒト消化器がん患者に対する抗ＣＤ４抗体（IT1208）投与により誘導される腫瘍・末梢血重複クローンの入れ替わりが抗腫瘍効果と相関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
担がん宿主における腫瘍反応性クローンの誘導・維持機構を明らかにするためには、経時的なサンプリングが必要である。しかしながら、一般的な担がんモデルマウスでは腫瘍組織の生検が困難かつ末梢血のクローン変動が極めて大きいこと、ヒトでは個人差、疾患背景や治療歴の差が大きく、かつ腫瘍生検ができる症例が極めて限定的であることから、統計的に有意な結果を得ることが困難といった限界があった。2021年度に樹立した両側腫瘍モデルマウスは、同一個体における治療前後などでの経時的なクローン応答解析を可能とするものであり、2022年度以降に予定しているクローンの特性解析に大きく貢献するものである。また、消化器がん患者に対する抗CD4抗体投与が既存クローンの増殖ではなく、新規クローンの動員を介して腫瘍反応性T細胞の種類・数を増加するという結果は、現在担がんモデルマウスで進めている解析結果を支持するものであり、2022年度以降の研究の大きなモチベーションとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
担がんマウスモデルにおいて抗CD4抗体や抗PD-L1抗体などによる治療介入を行うと、腫瘍内存在頻度が10位以内のクローンで構成されるoligoclonal画分は頻度に変動がない一方、11位以下のクローンで構成されるpolyclonal画分が大きく増加することを見いだした。2022年度はこれらのpolyclonal画分を構成される細胞がどのような性質をもつか、またpolyclonal画分の増加に寄与する細胞群の同定を進める。また、両側腫瘍モデルを用いて腫瘍浸潤クローンの動態を解析する。
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