CUL5の発現抑制を介したT細胞の活性制御のメカニズム解明とその臨床応用

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K08501
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 寺倉 精太郎 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (40625141)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: Cullin-5 / E3 ubiquitine ligase / CAR-T / キメラ抗原レセプター

Outline of Annual Research Achievements

E3 ユビキチンリガーゼであるCullin-5 (CUL5) を、我々独自のGenome wide CRISPR screeningから標的遺伝子として同定した。これまでCUL5のノックアウト (KO) の効果について、CD19CAR-T細胞で機能を検討してきた。CUL5-KO CD19CAR-Tにおいて、CUL5-KOによりインターロイキン-2およびT細胞レセプターの刺激の下流である、JAK-STAT pathwayのタンパクのリン酸化が遷延することを示した。これにより抗原刺激後の細胞増殖が遷延・増強し、T細胞レセプター刺激後のエフェクター細胞分画が増加する。この効果は免疫不全マウスにヒト由来腫瘍細胞を移植したモデルを用いた in vivo実験でも確認された。
CUL5-KOを行う場合には、guide RNAとCas9タンパクを遺伝子導入するために一度電気穿孔を行う必要があるが、これにより細胞が一旦かなりの割合で死滅する。その後生き残った細胞で前述のような効果が見られるが、その効率は決してよくない。この課題に対して、short hairpin RNAを用いて電気穿孔を行わずにCUL5の働きを落とすシステム（shCUL5）を作成した。このシステムでは一度のレンチウイルスによる遺伝子導入でCARとshCUL5の両方を発現させることが可能であり、効率よく細胞を作成することできる。細胞作成効率の上昇とともに、CUL5-KOの効果も見られることを確認している。現在、shCUL5-CD19CARやshCUL5-CD37CAR, shCUL5-固形癌特異的CARなどを作成して同様の働きを示すことを確認している。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

Cullin-5 KOによるどのような変化が起こるかについては、現象についてもメカニズムについてもはっきりしてきた。現在、その応用に関する検討を行っており、概ね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

shCUL5-CD19CARやshCUL5-CD37CAR, shCUL5-固形癌特異的CARなどを作成して、in vivoの実験を進めている。同時にshCUL5-CD19CARと同様の働きを示すことをin vitroでも確認を進める。

Research Products

• [Journal Article] Optimization of the proliferation and persistency of CAR T cells derived from human induced pluripotent stem cells. (2023)
  • Author(s): Ueda T, Shiina S, Iriguchi S, Terakura S, Kawai Y, Kabai R, Sakamoto S, Watanabe A, Ohara K, Wang B, Xu H, Minagawa A, Hotta A, Woltjen K, Uemura Y, Kodama Y, Seno H, Nakatsura T, Tamada K, Kaneko S.
  • Journal Title: Nat Biomed Eng. Volume: 7(1) Pages: 24-37
  • DOI: 10.1038/s41551-022-00969-0.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Different effects of thymoglobulin on acute leukemia with pre-transplant residual blasts in HLA mismatch transplantation. (2023)
  • Author(s): Wakamatsu M, Murata M, Kanda J, Fukushima K, Fukuda T, Najima Y, Katayama Y, Ozawa Y, Tanaka M, Kanda Y, Eto T, Takada S, Kako S, Uchida N, Kawakita T, Yoshiko H, Ichinohe T, Atsuta Y, Terakura S; GVHD Working Group of the Japan Society for Hematopoietic Cell Transplantation.
  • Journal Title: Int J Hematol. Volume: online ahead of print Pages: NA
  • DOI: 10.1007/s12185-023-03563-5.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enrichment of T-cell proliferation and memory gene signatures of CD79A/CD40 costimulatory domain potentiates CD19CAR-T cell functions. (2022)
  • Author(s): Ung S, Choochuen P, Khopanlert W, Maneechai K, Sangkhathat S, Terakura S, Julamanee J.
  • Journal Title: Front Immunol. Volume: 13 Pages: 1064339
  • DOI: 10.3389/fimmu.2022.1064339. eCollection 2022.
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] CD19およびCD37を標的とするdual CAR-T療法は標的抗原喪失B細胞腫瘍モデルに有効である (2022)
  • Author(s): 今井奏衣, 寺倉精太郎, 奥野真吾, 安達慶高, 尾崎正英, 竹内裕貴, 梅村晃史, 葉名尻良, 島田和之, 村田誠, 清井仁
  • Organizer: 日本血液学会学術集会
• [Presentation] CD19およびCD37を標的とするdual CAR-T療法の開発 (2022)
  • Author(s): 竹内 裕貴、今井 奏衣、寺倉 精太郎、尾﨑 正英、安達 慶高、奥野 真吾、葉名尻 良、村田 誠、清井 仁
  • Organizer: 日本血液疾患免疫療法学会
• [Presentation] チサゲンレクルユーセル輸注後におけるCAR-Tの体内動態と治療成績の検討 (2022)
  • Author(s): 葉名尻良，古川勝也，中島麻梨絵，牛島洋子，島田和之， 石川裕一，寺倉精太郎，村田誠，清井仁
  • Organizer: 第 11 回 日本血液学会東海地方会
• [Patent(Industrial Property Rights)] ポリヌクレオチド (2022)
  • Inventor(s): 寺倉精太郎、安達慶高、清井仁
  • Industrial Property Rights Holder: 寺倉精太郎、安達慶高、清井仁
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2022-085408