2022 Fiscal Year Research-status Report
PAI-1・免疫チェックポイント相互阻害による新規免疫療法の開発
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22K08399
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
神林 由美 東北大学, 医学系研究科, 助教 (50755303)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | PAI-1 / メラノーマ / M2マクロファージ / 腫瘍内浸潤リンパ球 / 抗PD-1抗体治療効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は初めにin vitroでPAI-1のマクロファージの極性に与える影響を検証するため、どの分化段階のマクロファージが適切であるか検証した。その結果、PAI-1の極性に最も影響する単球由来M2マクロファージは、健常人末梢血のCD14よりM-CSFにより誘導した初期段階の未分化M2マクロファージが最適であることが明らかとなった。そこで各種濃度のPAI-1で上記単球由来M2マクロファージを刺激したところ、PAI-1はマクロファージからのTh1 (CXCL10)、Th2ケモカイン（CCL22）を減少させること、単球・好中球遊走関連ケモカイン（CXCL5）を増加させることが明らかとなった。これまで、PAI-1が腫瘍随伴性マクロファージやメラノーマ細胞のPD-L1の発現を低下させ抗PD-1抗体の治療効果を低下させることがマウスレベルで報告されていることから、ヒトメラノーマ検体でも同様にPAI-1の発現が抗PD1抗体の治療効果に相関するかを検証した。その結果、抗PD-1抗体無効群に比べて有効群では組織中のPAI-1の発現が統計学的有意に低下していること、血清中PAI-1が低下していることが明らかとなった。更にこれら両群の組織検体で腫瘍内CD8＋リンパ球数を検証したところ、PAI-1高度発現群ではCD8陽性細胞数が低下していることが明らかとなった。更にPAI-1の腫瘍進行に与える影響を検証するため、M2マクロファージの血管新生因子への影響を検討した。その結果、PAI-1はM2マクロファージのMMP-2, MMP-9, VEGF-AのmRNA発現およびタンパク産生を更新することが明らかとなった。これらの結果はメラノーマにおけるPAI-1のさらなる腫瘍進行への影響を検証する上で重要な基礎データとなりうる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当該年度、PAI-1の極性に最も影響する単球由来M2マクロファージは、健常人末梢血のCD14よりM-CSFにより誘導した初期段階の未分化M2マクロファージが最適であることを明らかにした後に、PAI-1で上記単球由来M2マクロファージを刺激した。その結果、PAI-1はマクロファージからのTh1 (CXCL10)、Th2ケモカイン（CCL22）を減少させること、単球・好中球遊走関連ケモカイン（CXCL5）を増加させることを明らかにした。また、ヒトメラノーマ検体でも同様にPAI-1の発現が抗PD-1抗体の治療効果に相関するかを検証し、抗PD-1抗体無効群に比べて有効群では組織中のPAI-1の発現が統計学的有意に低下していること、血清中PAI-1が低下していることを明らかにした。更にこれら両群の組織検体で腫瘍内CD8＋リンパ球数を検証したところ、PAI-1高度発現群ではCD8陽性細胞数が低下していることが明らかとなった。これらの結果は欧州科学雑誌Frontiers in Oncologyに掲載された。更に本年度、PAI-1の腫瘍進行に与える影響を検証するため、M2マクロファージの血管新生因子への影響を検討した。その結果、PAI-1はM2マクロファージのMMP-2, MMP-9, VEGF-AのmRNA発現およびタンパク産生を亢進することが明らかとなった。一方、PAI-1はA375ヒトメラノーマ細胞の上記血管新生因子に影響は与えなかった。これらの結果はPAI-1が腫瘍随伴性マクロファージを介して血管新生を進展させていることを示唆し、腫瘍随伴性マクロファージがメラノーマの局所浸潤において重要な役割を果たしていることを示唆している。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度に、当該研究により、PAI-1はマクロファージからのTh1 (CXCL10)、Th2ケモカイン（CCL22）を減少させること、単球・好中球遊走関連ケモカイン（CXCL5）を増加させることを明らかにした。また、ヒトメラノーマ検体でも同様にPAI-1の発現が抗PD-1抗体の治療効果に相関するかを検証し、抗PD-1抗体無効群に比べて有効群では組織中のPAI-1の発現が統計学的有意に低下していること、血清中PAI-1が低下していることを明らかにした。これらの結果は、PAI-1阻害が抗PD-1抗体の耐性解除の可能性を示している。またM2マクロファージの血管新生因子への影響を検討したところ、PAI-1はM2マクロファージのMMP-2, MMP-9, VEGF-AのmRNA発現およびタンパク産生を亢進することが示された。一方、PAI-1はin vitroで腫瘍細胞の血管新生因子の産生に影響を与えないことから、メラノーマの血管新生が少なくともマクロファージに依存して進行していることが推測される。次年度以降、線維芽細胞など他のストローマ細胞に与える影響を検証することにより、メラノーマの治療におけるPAI-1/マクロファージの重要性を検証し、実臨床で行われている抗PD-1抗体療法など免疫チェックポイント阻害薬の治療効果の増強法の理論的根拠の構築を行う。更に、血管新生因子の抑制による腫瘍増殖への影響をB16F10メラノーマモデルで実証する。
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| Causes of Carryover |
当該研究は研究者がR2-3年度に採択されている若手研究Bの継続の研究のため、一年目の研究は前回までのテーマで蓄積しているサンプルの追加解析から開始している。そのため、必要な消耗品やin vitro解析用の試薬などが持ち越しで使用できたため、予算の消化を節約できた。初年度残預金は2年目以降の研究に使用する予定である。
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