ヒト成熟NK細胞を長期間維持できるヒト化マウスを用いた生体内細胞傷害検証系の開発

• 研究課題/領域番号: 16K18405
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 実験動物学
• 研究機関: 公益財団法人実験動物中央研究所
• 研究代表者: 片野 いくみ 公益財団法人実験動物中央研究所, 実験動物研究部, 研究員 (90442558)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: ヒト化マウス / NK細胞 / ヒト免疫 / ADCC / NOGマウス / IL-15 / IL-2 / ヒトNK細胞

研究成果の概要

ヒト血液由来成熟NK細胞を長期間生体内で維持できるNOG-IL-15 Tgマウスにヒト成熟NK細胞・ヒト腫瘍細胞・分子標的抗体薬を用いることで、生体内抗体依存性細胞傷害（ADCC）活性モデルを作製した。ヒト成熟NK細胞の細胞傷害活性を向上させるためにNOG-IL-2/IL-15 Tgマウスを樹立した結果、抗腫瘍効果が向上した。
残存するマウス抗体依存性細胞貪食活性を抑制するために抗体受容体欠損型NOGマウスを樹立した。さらにNOG-FcRg KO, IL-15 Tgマウスを樹立した結果、ヒトNK細胞を介するADCC活性の検出感度の高いin vivo ADCCモデルの作製に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

がんに対する分子標的抗体の創薬研究において、抗体の機能解析は試験管内での検証系が主流である。しかし、この結果は生体での反応を必ずしも反映するものではなく、臨床研究で予期しない副作用が観察されることが多い。従って、ヒトの細胞に対する反応性を生体内で検証し得る動物モデルが求められてきた。従来のモデルでは抗体の細胞傷害機能-ADCC活性-の検証はほぼ不可能であったが、ヒトNK細胞を生着させたNOG-IL-15 Tgマウスで検証が可能となった。さらにNOG-FcRg KO, IL-15 TgマウスではADCC活性の検出感度を飛躍的に高めることができた。この動物モデルは創薬の発展に貢献するものと考える。

研究成果

• [雑誌論文] Long-term maintenance of peripheral blood derived human NK cells in a novel human IL-15- transgenic NOG mouse (2017)
  • 著者名/発表者名: Katano Ikumi、Nishime Chiyoko、Ito Ryoji、Kamisako Tsutomu、Mizusawa Takuma、Ka Yuyo、Ogura Tomoyuki、Suemizu Hiroshi、Kawakami Yutaka、Ito Mamoru、Takahashi Takeshi
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 7 号: 1 ページ: 17230-17230
  • DOI: 10.1038/s41598-017-17442-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A novel xenogeneic graft-versus-host disease model for investigating the pathological role of human CD4+ or CD8+ T cells using immunodeficient NOG mice. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ito R, Katano I, Kawai K, Yagoto M, Takahashi T, Ka Y, Ogura T, Takahashi R, Ito M
  • 雑誌名: American Journal of Transplantation 巻: 5 号: 5 ページ: 1216-1228
  • DOI: 10.1111/ajt.14116
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Antitumor Effect of Programmed Death-1 (PD-1) Blockade in Humanized the NOG-MHC Double Knockout Mouse. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ashizawa T, Iizuka A, Nonomura C, Kondou R, Maeda C, Miyata H, Sugino T, Mitsuya K, Hayashi N, Nakasu Y, Maruyama K, Yamaguchi K, Katano I, Ito M, Akiyama Y.
  • 雑誌名: Clinical Cancer Research 巻: 23(1) 号: 1 ページ: 149-158
  • DOI: 10.1158/1078-0432.ccr-16-0122
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Generation of a Nonhuman Primate Model of Severe Combined Immunodeficiency Using Highly Efficient Genome Editing. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Oiwa R, Kumita W, Henry R, Sakuma T, Ito R, Nozu R, Inoue T, Katano I, Sato K, Okahara N, Okahara J, Shimizu Y, Yamamoto M, Hanazawa K, Kawakami T, Kametani Y, Suzuki R, Takahashi T, Weinstein EJ, Yamamoto T, Sakakibara Y, Habu S, Hata J, Okano H, Sasaki E.
  • 雑誌名: Cell Stem Cell 巻: 19 号: 1 ページ: 127-138
  • DOI: 10.1016/j.stem.2016.06.003
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] NOG-FcgR KO-hIL-15 Tg mice provide a highly sensitive assay system for ADCC activity of human NK cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Ikumi Katano, Iyo Ootsuka, Ryoji Ito, Kenji Kawai, Mika Yagoto, Hiroshi Suemizu, Mamoru Ito, Taichi Yamamoto, Takeshi Takahashi
  • 学会等名: AACR Annual Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Specific detection of human NK cell mediated in vivo ADCC in FcgR-deficient NOG-human IL-15 transgenic mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Ikumi Katano, Asami Hanazawa, Ryoji Ito, Mamoru Ito, Takeshi Takahashi
  • 学会等名: 第47回 日本免疫学会学術集会
• [産業財産権] 免疫不全マウス (2018)
  • 発明者名: 高橋武司、片野いくみ
  • 権利者名: 高橋武司、片野いくみ
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2018-217229
  • 出願年月日: 2018
• [産業財産権] ヒトIL-15分泌免疫不全マウス (2016)
  • 発明者名: 伊藤守、片野いくみ
  • 権利者名: 伊藤守、片野いくみ
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016-04-20
  • 外国