ユビキチンプロテアソーム系の応用によるメラノーマに対するDNAワクチン法の開発

• 研究課題/領域番号: 15659265
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 皮膚科学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 姫野 國祐 九州大学, 大学院・医学研究院, 教授 (50112339)
• 研究分担者: 古江 増隆 九州大学, 大学院・医学研究院, 教授 (70134583)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2004年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2003年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: DNAワクチン / メラノーマ / フージョンDNA / TRP-2 / ユビキチン融合遺伝子 / CD8^+T細胞 / プロテアソーム阻害剤 / PA28ノックアウトマウス / フュージョンDNA

研究概要

癌に対する防御免疫にはMHCクラスIに拘束性のCD8+キラーT細胞が必須の関わりを持ち、それらの認識対象となる癌抗原ペプチドは多数同定されている。しかしながらそれらのペプチドを用いたワクチンではキラーT細胞を主体としたな抗腫瘍免疫の誘導は多くの場合困難である。またそれらのペプチドのみをコードする遺伝子を用いた従来のDNAワクチンでは、抗原特異的CD8+T細胞が効率よく誘導されず、また防御免疫も成立しにくい。
近年、田中等によりペプチド抗原をユビキチン化するとその抗原が抗原提示細胞内のプロテアソームに誘導され、プロテアソームで効率よくプロセッシングを受け、必然的にMHCクラスI分子に提示され、抗原特異的CD8+T細胞が誘導されることが証明された(Immunol.Rev.163:161-76,1998)。このシステムはユビキチン/プロテアソーム経路(ubiquitin-proteasome pathway)と呼称されている。我々は上記知見を基盤とし、マウスメラノーマ由来のTRP-2遺伝子、マウス肺癌由来のConnexin-37等とユビキチン遺伝子の融合遺伝子を構築し、これらの遺伝子を用いてDNAワクチンを行った。その結果、宿主マウスでは各々の癌に特異的なCD8+T細胞誘導され、強い抗腫瘍免疫が誘導され、肺転移も抑制された。この抗腫瘍免疫は癌遺伝子のみを用いたDNAワクチンでは全く誘導されなかった。この現象は癌遺伝子とユビキチン遺伝子の融合遺伝子を用いたDNAワクチンにより、この融合遺伝子産物がubiquitin-proteasome pathwayに選択的に誘導されること、そしてその結果癌遺伝子産物中に含まれるMHCクラスIに拘束性のキラーCD8+T細胞認識エピトープがプロテアソームにより効率よく切り出されることにより、強力な癌抗原特異的な抗腫瘍免疫がされることを示唆している。
なおプロテアソーム関連遺伝子のノックアウトマウス(PA28α/βKOマウス)では融合遺伝子によるDNAワクチンでも抗腫瘍免疫は成立しなかった。本実験系におけるプロテアソームの中心的役割はin vitroのプロテアソーム阻害剤epoxomicin等を用いた系においても支持された。

研究成果

• [雑誌論文] A novel DNA vaccine based on the ubiquitin-proteasome pathway targeting ‘self' antigens expressed in melanoma/melanocyte. (2005)
  • 著者名/発表者名: Zhang M. et al.
  • 雑誌名: Gene Therapy (In press)
• [雑誌論文] Malaria : immune evasion by parasites. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hisaeda H. et al.
  • 雑誌名: Int J Biochem Cell Biol. 37・4 ページ: 700-706
• [雑誌論文] Formalin-fixed tumor cells effectively induce antitumor immunity both in prophylactic and therapeutic conditions. (2004)
  • 著者名/発表者名: Obata C. et al.
  • 雑誌名: J Dermatol Sci. 34・3 ページ: 209-219
• [雑誌論文] Cathepsin L is crucial for Th1-type immune response during Leishmania major infection. (2004)
  • 著者名/発表者名: Onishi K. et al.
  • 雑誌名: Microbes and Infection 172・6 ページ: 468-474
• [雑誌論文] Hyperproduction of proinflammatory cytokines by WSX-1-deficient NKT cells in concanavalin A-induced hepatitis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka A. et al.
  • 雑誌名: J Immunol. 172・6 ページ: 3590-3596
• [雑誌論文] IL-18 gene therapy develops Th1-type immune responses in Leishmania major-infected BALB/c mice : is the effect mediated by the CpG signaling TLR9? (2004)
  • 著者名/発表者名: Li Y.et al.
  • 雑誌名: Gene Therapy 11・11 ページ: 941-948
• [文献書誌] M.Zhang, K.Himeno et al.: "Melanoma immunotherapy by a DNA vaccine based on the ubiquitin-proteasome pathway."Gene Therapy. (in press). (2004)
• [文献書誌] Y.Li, K.Himeno et al.: "IL-18 gene therapy develops Th1-type immune responses in Leishmania major-infected BALB/c mice : is the effect mediated by the CpG signaling TLR9?"Gene Therapy. (in press). (2004)
• [文献書誌] K.Onishi, K.Himeno et al.: "Cathepsin L is crucial for Th1-type immune response during Leishmania major infection."Microbes and Infection. (in press). (2004)
• [文献書誌] H.Hisaeda, K.Himeno et al.: "Escape of malaria parasites from host immunity requires CD4^+CD25^+ regulatory T cells."Nature Medicine. 10・1. 29-30 (2004)
• [文献書誌] S.Hamano, K.Himeno et al.: "WSX-1 is required for resistance to Trypanosoma cruzi infection by regulation pro-inflammatory cytokine production."Immunity. 19・5. 657-667 (2003)
• [文献書誌] YI.Seki, K.Himeno et al.: "SOCS-3 regulates onset and maintenance of T(H)2-mediated allergic responses."Nature Medicine. 9・8. 1047-1054 (2003)