ファージディスプレイを用いた高親和性T細胞受容体の取得とがん治療への応用研究

• 研究課題/領域番号: 17K07238
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 腫瘍治療学
• 研究機関: 愛知県がんセンター(研究所)
• 研究代表者: 葛島 清隆 愛知県がんセンター(研究所), 腫瘍免疫応答研究分野, 分野長 (30311442)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2018年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: T細胞受容体 / がん免疫治療 / がん免疫 / 細胞傷害性Tリンパ球 / ファージ / 免疫療法

研究実績の概要

がん抗原に特異的なT細胞から単離した抗原受容体遺伝子(TCR)を、レトロウイルスベクターなどを用いて患者Tリンパ球に導入する免疫療法は有望な治療法の一つである。治療効果を上げるためには、親和性の高いTCRを使用することが重要である。ヒトTCRのin vitro親和性増強においてファージディスプレイ法は代表的な方法である。そのため我々はまずファージディスプレイ法を習得し、既報告で用いられたTCR(HLA-A2/Tax)で親和性成熟実験の再現性を確認した。しかしながら、研究代表者が保有している３種類のHLA-A24拘束性TCR (hTERT, EpCAM, CMVpp65)を供した実験では、親和性の増加したTCRは得られなかった。この原因として、TCRによってはファージ表面に機能的蛋白が十分に表出しない可能性があると考えられた。
今年度は、ファージディスプレイ法に変わり得る、293T細胞を用いた新規のTCRディスプレイ法を樹立した。この方法ではCD3遺伝子を導入した293T細胞表面に、任意の一つのCDR領域にランダムな変異を導入したTCRライブラリーを表出させ、HLA/ペプチド-テトラマーで染色をした。上記のhTERT特異的TCRについて16種類のライブラリーを作製しスクリーニングをした結果、このTCRではβ鎖CDR1および2ライブラリーの中に、CD8非依存的にテトラマーに結合するTCRの集団があることが判明した。さらにフローサイトメーターを用いたソーティングにより、多数の高親和性クローンを得た。レトロウイルスを用いてヒトT細胞株に個々のTCRを導入した実験では、高親和性クローンは野生型に比べてほぼ1,000分の１濃度の抗原ペプチドを認識した。新たに確立したヒト培養細胞を用いたTCR親和性成熟システムは、ファージ上に提示され難いTCRにも応用可能であり有用な方法と考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Improving TCR affinity on 293T cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Ohta Rieko、Demachi-Okamura Ayako、Akatsuka Yoshiki、Fujiwara Hiroshi、Kuzushima Kiyotaka
  • 雑誌名: Journal of Immunological Methods 巻: 466 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1016/j.jim.2018.11.010
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Generation of TCR-Expressing Innate Lymphoid-like Helper Cells that Induce Cytotoxic T Cell-Mediated Anti-leukemic Cell Response. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ueda N, Uemura Y, Zhang R, Kitayama S, Iriguchi S, Kawai Y, Yasui Y, Tatsumi M, Ueda T, Liu TY, Mizoro Y, Okada C, Watanabe A, Nakanishi M, Senju S, Nishimura Y, Kuzushima K, Kiyoi H, Naoe T, Kaneko S
  • 雑誌名: Stem Cell Reports 巻: 10 号: 6 ページ: 1935-1946
  • DOI: 10.1016/j.stemcr.2018.04.025
  • NAID: 120006473765
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Highly functional T-cell receptor repertoires are abundant in stem memory T cells and highly shared among individuals. (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyama T, Kawase T, Kitaura K, Chishaki R, Shibata M, Oshima K, Hamana H, Kishi H, Muraguchi A, Kuzushima K, Saji H, Shin-I T, Suzuki R, Ichinohe T.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 7 ページ: 3663-3663
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] ヒト培養細胞を用いたTCR親和性成熟システムの確立 (2018)
  • 著者名/発表者名: 太田里永子、岡村文子、赤塚美樹、葛島清隆
  • 学会等名: 第２２回日本がん免疫学会総会