大腸癌肝転移に対して免疫原性細胞死がabscopal効果に及ぼす影響の研究

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K15588
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 齋藤 裕人 金沢大学, 医学系, 協力研究員 (60846624)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 大腸癌肝転移 / abscopal効果 / ICD / 免疫原性細胞死 / がん免疫療法 / 免疫チェックポイント阻害薬 / ICI / 放射線治療

Outline of Annual Research Achievements

放射線治療法は大腸癌肝転移を含む多発転移に対する治療法の一つであるが、その局所制御 作用を期待されて治療が行われている。放射線照射によって、がんの局所制御だけでなく、 生体の免疫応答を増幅し全身的な治療効果を惹起させる事象は abscopal 効果と呼ばれ、非常 に稀な現象として報告されていた。近年、放射線照射された腫瘍細胞において免疫表現型の 変化が生じ，腫瘍免疫が増強することが明らかとなりつつある。大腸癌肝転移に対する標準的治療薬である oxaliplatin、FTD/DPI は免疫原性細胞死 (Immunogenic cell death: ICD)を誘導することが知られている。abscopal 効果は、免疫チェックポイント阻害薬との併用によりその効果を高める可能性が期待されている一方、併用による影響は限定的とする報告も多い。我々は、ICDを効果的に誘導し腫瘍免疫を増強することで abscopal 効果増強に関して、免疫微小環境の観点 から解明することを研究課題とした。
ICD を誘導する Cetuximab を放射線治療と組み合わせることによって abscopal 効果が増強され、免疫チェックポイント阻害薬とのより高い併用効果を得られると期待できる。これらの併用療法が腫瘍免疫におよぼす病態や抗腫瘍効果を検討し、微小環境の解析により abscopal 効果増強に関する新たな知見を提示する事ができる点に本研究計画の独自性がある。
本研究では、放射線治療と EGFR 抗体を併用することで、大腸癌肝転移における abscopal 効果増強の有無を評価する。さらに、免疫正常マウス大腸癌肝転移モデルを用い、放射線療 法と抗 EGFR 抗体による免疫微小環境の改変が、abscopal 効果や免疫チェックポイント阻害 薬(抗 PD-1 抗体)の治療効果に及ぼす影響を明らかにする。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

マウスで大腸癌肝転移の微小環境を検討するため、マウス大腸癌肝転移モデルを作成した。肝転移巣の免疫環境を検討するためBALB/C マウスを用い、マウス大腸癌細胞株(colon-26)を脾臓より強制注入して肝転移を作成した。肝転移は全例に確認できたが、肝転移巣の免疫環境を検討すると、強制注入のため転移の前段階である線維化を認めず、血管内からの膨張性発育を認め、生理的な転移環境と異なることが判明した。生理的な転移モデル作成のため、マウスの盲腸腸間膜にcolon-26を注入することで肝転移モデル作成を行う方法へ変更した。しかしこの方法では、マウス大腸癌肝転移モデルはほぼ作成できなかった。マウス大腸癌細胞株（colon-26）の転移能が弱いままでは大腸癌肝転移モデルの作成ができないため、colon-26の皮下腫瘍を作成し、その皮下腫瘍を取り出し継代を繰り返し行うことでcolon-26を強化し、強化されたcolon-26を用いて盲腸注入で肝転移の頻度を高める実験を行っているため、予定よりやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

生理的なマウス大腸癌肝転移モデルを作成するため、マウス大腸癌細胞株(colon-26)の脾臓への強制注入ではなく、マウスの盲腸腸間膜にcolon-26を注入することで肝転移モデルを作成する方法へ変更した。通常のcolon-26では肝転移能が弱いため、colon-26をマウス皮下へ注入し皮下腫瘍を作成し、その皮下腫瘍を取り出し系代を繰り返し行うことでcolon-26を強化し、強化されたcolon-26を用いて盲腸注入で肝転移の頻度を高める実験を行っている。生理的な肝転移モデルを作成できることを確認し、以下の実験を進めていく予定です。
①マウス大腸癌細胞株、ヒト大腸癌細胞株に対する抗 EGFR 抗体および放射線の併用による細胞毒性効果、② 抗EGFR抗体および放射線の併用がマウス大腸癌細胞株、ヒト大腸癌細胞株の免疫原性細胞死(ICD)にあたえる影響、③secondary tumorにおける免疫誘導性細胞死の評価、④7A7 MAB の併用が放射線 abscopal 効果と免疫微小環境に与える影響、⑤ヌードマウス大腸癌肝転移モデルを用いたabscopal効果における免疫応答の検証、⑥7A7 MAB + 放射線併用療法が抗 PD-1 抗体の抗腫瘍効果に与える影響

Causes of Carryover

マウスでの生理的な肝転移モデルで肝転移巣の免疫環境を検討するため、BALB/C マウスを用い、マウス大腸癌細胞株(colon-26)を脾臓より強制注入するモデルから、マウスの盲腸腸間膜にcolon-26を注入することで肝転移モデル作成を行う方法へ変更した。しかしこの方法では、マウス大腸癌肝転移モデルはほぼ作成できなかったため、colon-26の皮下腫瘍を作成し、その皮下腫瘍を取り出し系代を繰り返し行うことでcolon-26を強化し、強化されたcolon-26を用いて盲腸注入で肝転移の頻度を高める実験を行っている。
本年度はvivoのモデル変更に時間がかかり、vitroの実験が進んでおらず予定より関係経費の執行が少なくなりました。翌年度からは予定通り、vitroの実験も進めていくため申請時に請求した助成金と合わせて予定通り下記の実験計画を予定しています。
①マウス大腸癌細胞株、ヒト大腸癌細胞株に対する抗 EGFR 抗体および放射線の併用による細胞毒性効果、② 抗EGFR抗体および放射線の併用がマウス大腸癌細胞株、ヒト大腸癌細胞株の免疫原性細胞死(ICD)にあたえる影響、③secondary tumorにおける免疫誘導性細胞死の評価、④7A7 MAB の併用が放射線 abscopal 効果と免疫微小環境に与える影響、⑤ヌードマウス大腸癌肝転移モデルを用いたabscopal効果における免疫応答の検証、⑥7A7 MAB + 放射線併用療法が抗 PD-1 抗体の抗腫瘍効果に与える影響