2023 Fiscal Year Final Research Report

Development of gene therapy using exosomes containing perforin expression vector

Research Project

PDF

Project/Area Number	21K09340
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 56030:Urology-related
Research Institution	Social Medical Corporation Central Japan International Medical Center Research Support Center (2022-2023) Gifu University (2021)
Principal Investigator	Mizutani Kosuke 社会医療法人厚生会中部国際医療センター(研究支援センター), がん研究部, 主任研究員 (80397356)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	藤田泰典地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (30515888) 加藤卓藤田医科大学, 医学部, 准教授 (50596202) 川上恭司郎地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (90589227)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	前立腺癌 / パーフォリン / リポソーム / エクソソーム / PSA / PSMA
Outline of Final Research Achievements	The aim of this study was to investigate the therapeutic potential of liposomes or exosomes containing perforin expression vector. We aimed to increase the concentration of perforin in the microenvironment of PC in order to enhance the anti-tumor immune response mediated by CTLs and NK cells. The vector introduced to liposomes conjugated with or without anti-PSMA antibody, and exosomes isolated from prostate cancer cells. Perforin functions in concert with cytotoxic lymphocytes, therefore anti-tumor effect of the agents was analyzed in the presence of human peripheral blood mononuclear cells (PBMCs). Treatment with liposomes significantly inhibited growth of prostate cancer cells when co-incubated with PBMCs. Intravenous administration of liposomes via tail vein increased the level of perforin in tumor xenograft of mouse and significantly decreased the tumor volume. Our results suggest that gene therapy expressing perforin in cancer cells could be a novel therapy for advanced cancer.
Free Research Field	泌尿器科学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	進行癌や再発癌の治療効果は依然として低い。免疫チェックポイント阻害薬は奏功すると長期にわたる効果が認められることがあるため、今後は免疫を軸とした治療法の開発が望まれる。本研究では癌免疫において需要な役割を果たすパーフォリンに着目し、癌微小環境中のパーフォリン発現を増加させることによってヒト末梢血単核球による癌増殖抑制効果を証明することができた。また遺伝子導入とその効果発現がリポソームのみならずエクソソームでも可能であることが示された。治療薬として癌細胞選択的な発現や担体の癌細胞指向性などを有する複雑なシステムであっても良好な結果を示すことができ今後の遺伝子導入療法の可能性拡大に寄与できた。