新規抗体改変技術を用いたがん特異的一本鎖抗体の作製とがん免疫療法への応用

• 研究課題/領域番号: 18H02839
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分54010:血液および腫瘍内科学関連
• 研究機関: 愛媛県立医療技術大学 (2020); 愛媛大学 (2018-2019)
• 研究代表者: 安川 正貴 愛媛県立医療技術大学, 保健科学部, 教授 (60127917)
• 研究分担者: 越智 俊元 愛媛大学, 医学系研究科, 講師 (10571086)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2018年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
• キーワード: がん免疫療法 / CAR-T細胞 / 一本鎖抗体 / キメラ抗原受容体 (CAR) / 一本鎖抗体ライブラリー / NY-ESO-1 / CD19 / 遺伝子改変T細胞 / 改変抗体 / 二重特異性抗体 / 抗体改変技術 / 遺伝子改変 / キメラ抗原受容体

研究成果の概要

本研究課題では、一本鎖抗体 (scFv)作製技術を基軸に、がん抗原を特異的に認識する既知の抗体の可変領域を利用して、ヒト免疫グロブリン可変領域ライブラリーと組み合わせる。そして、scFvライブラリーをキメラ抗原受容体 (CAR)遺伝子に組み込んで、CARライブラリーT細胞を作製した。さらに、CAR-T細胞の刺激・増殖・生存・細胞傷害活性などを総合的に評価しながら新たなscFvを同定する新規技術を確立した。本技術を用いることで、がん抗原を認識する様々な新規scFvを搭載した高機能性CAR-T細胞を作製することが可能となり、難治性がんに対する次世代CAR-T細胞療法開発が期待できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今回我々が確立した新規一本鎖抗体 (scFv)作製技術を用いれば、CAR-T細胞が発現するscFvの標的認識様式を繊細に調律しながら、CAR-T細胞の機能と抗腫瘍効果を最大限に誘導できるscFvを迅速かつ安定して作製することが可能となる。本研究は、これまでと異なる視点から、CAR-T細胞が標的抗原を認識するために重要な働きを担うscFvに着目した。本技術は、これまでに開発されてきた様々な改良型CAR-T細胞の機能をさらに高めることにも応用が可能であることから、難治性がんを標的とした次世代CAR-T細胞療法開発領域におけるインパクトは特に大きく、社会的意義も高いと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] A single-chain antibody generation system yielding CAR-T cells with superior antitumor function (2021)
  • 著者名/発表者名: Ochi Toshiki、Maruta Masaki、Tanimoto Kazushi、Kondo Fumitake、Yamamoto Toshihiro、Kurata Mie、Fujiwara Hiroshi、Masumoto Junya、Takenaka Katsuto、Yasukawa Masaki
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 4 号: 1 ページ: 273-273
  • DOI: 10.1038/s42003-021-01791-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A multicenter non-randomized, uncontrolled single arm trial for evaluation of the efficacy and the safety of the treatment with favipiravir for patients with severe fever with thrombocytopenia syndrome. (2021)
  • 著者名/発表者名: Suemori K, Saijo M, Yamanaka A, Himeji D, Kawamura M, Haku T, Hidaka M, Kamikokuryo C, Kakihana Y, Azuma T, Takenaka K, Takahashi T, Furumoto A, Ishimaru T, Ishida M, Kaneko M, Kadowaki N, Ikeda K, Sakabe S, Taniguchi T, Ohge H, Kurosu T, Yoshikawa T, Shimojima M, Yasukawa M.
  • 雑誌名: PLoS Negl Trop Dis. 巻: 15 号: 2 ページ: e0009103-e0009103
  • DOI: 10.1371/journal.pntd.0009103
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A clinically applicable and scalable method to regenerate T-cells from iPSCs for off-the-shelf T-cell immunotherapy (2021)
  • 著者名/発表者名: Iriguchi Shoichi、Yasui Yutaka、Kawai Yohei、Arima Suguru、Kunitomo Mihoko、Sato Takayuki、Ueda Tatsuki、Minagawa Atsutaka、Mishima Yuta、Yanagawa Nariaki、Baba Yuji、Miyake Yasuyuki、Nakayama Kazuhide、Takiguchi Maiko、Shinohara Tokuyuki、Nakatsura Tetsuya、Yasukawa Masaki、Kassai Yoshiaki、Hayashi Akira、Kaneko Shin
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 号: 1 ページ: 430-430
  • DOI: 10.1038/s41467-020-20658-3
  • NAID: 120006954089
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cytotoxic T lymphocytes regenerated from iPS cells have therapeutic efficacy in a patient-derived xenograft solid tumor model. (2020)
  • 著者名/発表者名: Kashima S, Maeda T, Masuda K, Nagano S, Inoue T, Takeda M, Kono Y, Kobayashi T, Saito S, Higuchi T, Ichise H, Kobayashi Y, Iwaisako K, Terada K, Agata Y, Nakamura K, Saito M, Narita S, Ogawa O, Habuchi T, Kawamoto H.
  • 雑誌名: iScience 巻: 23 号: 4 ページ: 100998-100998
  • DOI: 10.1016/j.isci.2020.100998
  • NAID: 120006826710
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] グルタミン代謝によるCD8 T 細胞抗腫瘍活性の調節 (2020)
  • 著者名/発表者名: 鈴木淳平、名部彰悟、安川正貴、山下政克
  • 雑誌名: 癌と化学療法 巻: 47 ページ: 11-15
• [雑誌論文] Direct comparisoin of target-reactivity and cross-reactivity induced by CAR-and BiTE-redirected T cells for the development of antibody-based T-cell therapy. (2019)
  • 著者名/発表者名: Masaki Maruta, Toshiki Ochi, Kazushi Tanimoto, Hiroaki Asai, et al.
  • 雑誌名: Scientific reports 巻: 9 号: 1 ページ: 13293-13293
  • DOI: 10.1038/s41598-019-49834-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Histone H3K27 Demethylase Negatively Controls the Memory Formation of Antigen-Stimulated CD8+ T Cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamada Takeshi、Nabe Shogo、Toriyama Koji、Suzuki Junpei、Inoue Kazuki、Imai Yuuki、Shiraishi Atsushi、Takenaka Katsuto、Yasukawa Masaki、Yamashita Masakatsu
  • 雑誌名: The Journal of Immunology 巻: 202 号: 4 ページ: 1088-1098
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1801083
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 造血器腫瘍に対する免疫療法 新たな標的抗原とその治療応用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 越智俊元, 安川正貴
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 37 ページ: 2622-2626
• [雑誌論文] Safe childbirth for a type 1 antithrombin-deficient woman with novel mutation in the SERPINC1 gene undergoing antithrombin concentrate therapy. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ikeda Y, Yamanouchi J, Hato T, Yasukawa M, Takenaka K
  • 雑誌名: Blood Coagul Fibrinolysis 巻: 30 号: 1 ページ: 47-51
  • DOI: 10.1097/mbc.0000000000000785
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of an FVIII Inhibitor in a Mild Hemophilia Patient with a Phe595Cys Mutation (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamanouchi J, Tokumoto D, Ikeda Y, Maruta M, Kaneko M, Hato T, and Yasukawa M.
  • 雑誌名: Internal Medicine 巻: 57 号: 21 ページ: 3179-3182
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.1145-18
  • ISSN: 0918-2918, 1349-7235
  • 年月日: 2018-11-01
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancing T cell Receptor Stability in Rejuvenated iPSC-derived T cells improves their use in cancer immunotherapy (2018)
  • 著者名/発表者名: Minagawa A, Yoshikawa T, Yasukawa M, Hotta A, Kunitomo M, Iriguchi S, Takiguchi M, Kassai Y, Imai E, Yasui Y, Kawai Y, Zhang R, Uemura Y, Miyoshi H, Nakanishi M, Watanabe A, Hayashi A, Kawana K, Fujii T, Nakatsura T, Kaneko S
  • 雑誌名: Cell Stem Cell 巻: 23 号: 6 ページ: 850-858
  • DOI: 10.1016/j.stem.2018.10.005
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association of platelet response to cilostazol with clinical outcome and CYP genotype in patients with cerebral infarction. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ikeda Y, Yamanouchi J, Kumon Y, Yasukawa M, Hato T
  • 雑誌名: Thromb Res 巻: 172 ページ: 14-20
  • DOI: 10.1016/j.thromres.2018.10.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reinforce the antitumor activity of CD8+ T cells via glutamine restriction (2018)
  • 著者名/発表者名: Nabe Shogo、Yamada Takeshi、Suzuki Junpei、Toriyama Koji、Yasuoka Toshiaki、Kuwahara Makoto、Shiraishi Atsushi、Takenaka Katsuto、Yasukawa Masaki、Yamashita Masakatsu
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 109 号: 12 ページ: 3737-3750
  • DOI: 10.1111/cas.13827
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The tumor suppressor menin prevents effector CD8 T-cell dysfunction by targeting mTORC1-dependent metabolic activation (2018)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Junpei、Yamada Takeshi、Inoue Kazuki、Nabe Shogo、Kuwahara Makoto、Takemori Nobuaki、Takemori Ayako、Matsuda Seiji、Kanoh Makoto、Imai Yuuki、Yasukawa Masaki、Yamashita Masakatsu
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 9 号: 1 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1038/s41467-018-05854-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Fine-tuned scFv-expressing CAR-T cells show marked antitumor reactivity in vivo. (2020)
  • 著者名/発表者名: Ochi T, Maruta M, Tanimoto K, Kurata M, Masumoto J, Takenaka K, Yasukawa M.
  • 学会等名: The 82nd JSH Annual Meeting
• [学会発表] Optimized scFv-expressing CAR-T cells showed marked antitumor reactivity in vivo (2020)
  • 著者名/発表者名: Ochi T, Maruta M, Tanimoto K, Takenaka K, Yasukawa M.
  • 学会等名: 第24回日本がん免疫学会学術集会
• [学会発表] 次世代型一本鎖抗体作製技術に基づき調整したCAR-T細胞を用いた有効かつ安全な免疫療法の開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 越智俊元, 丸田雅樹, 谷本一史, 倉田美恵, 増本純也, 竹中克斗, 安川正貴.
  • 学会等名: 第12回日本血液疾患免疫療法学会学術集会
• [学会発表] Establishment of a novel T-cell-based scFv screening technology to advance modified antibody-based immunotherapy (2019)
  • 著者名/発表者名: Ochi, T., Maruta, M., Tanimoto, K., Fujiwara, H., Takenaka, K., Yasukawa, M.
  • 学会等名: The 17 th Annual Meeting of the Association for Cancer Immunotherapy (CIMT)
  • 国際学会
• [学会発表] Next-generation CAR T-cell therapy using antitumor scFvs optimized by a cell-based screening system (2019)
  • 著者名/発表者名: Ochi, T., Maruta, M., Tanimoto, K., Fujiwara, H., Takenaka, K., Yasukawa, M.
  • 学会等名: The 81 st Annual Meeting of the Japanese Society of Hematology
  • 招待講演
• [学会発表] Development of anti-myeloma immunotherapy by exploiting modified antibodies specific for A2/NY-ESO-1 (2018)
  • 著者名/発表者名: 4)Ochi, T., Maruta, M., Tanimoto, K., Asai, H., Saitou, T., Yakushijin, Y., Fujiwara, H., Imamura,T., Takenaka, K., Yasukawa, M.
  • 学会等名: The fourth CRI-CIMT-EATI-AACR International Cancer Immunotherapy Conference
  • 国際学会
• [学会発表] A Heterozygous Mutation of G-Protein-Coupled Receptor 25 in a Family with Inherited Thrombocytopenia and Thrombosis (2018)
  • 著者名/発表者名: 5)Yamanouchi, J., Ikeda, Y., Hato, T., Yasukawa, M., Takenaka, K.
  • 学会等名: 60th ASH Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Clinical Study on Favipiravir in Patients with Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome (2018)
  • 著者名/発表者名: Yasukawa, M.
  • 学会等名: Nikkei Asian Conference on Communicable Diseases 2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] グルタミン代謝抑制によるCD8+ T細胞の抗腫瘍活性増強メカニズム (2018)
  • 著者名/発表者名: 名部彰悟, 山田武司, 鈴木淳平, 山下政克, 安川正貴
  • 学会等名: 第22回がん免疫学会総会
• [学会発表] 改変抗体を用いた難治性骨髄腫に対する新規T細胞免疫療法の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 丸田雅樹, 越智俊元, 谷本一史, 東太地, 齋藤卓, 藤原弘, 今村健志, 安川正貴
  • 学会等名: 第22回日本がん免疫学会総会
• [学会発表] 改変抗体を応用した難治性骨髄腫に対する新規T細胞免疫療法の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 越智俊元, 丸田雅樹, 谷本一史, 朝井洋晶, 斉藤卓, 藤原弘, 今村健志, 竹中克斗, 安川正貴
  • 学会等名: 第10回血液疾患免疫療法学会学術集会
• [学会発表] 難治性骨髄腫を標的とした改変抗体T細胞免疫療法 (2018)
  • 著者名/発表者名: 丸田雅樹, 越智俊元, 谷本一史, 東太地, 斉藤卓, 藤原弘, 今村健志, 安川正貴
  • 学会等名: 第80回日本血液学会学術集会
• [図書] 新臨床内科学第10版「HTLV-1感染症」 (2020)
  • 著者名/発表者名: 安川正貴
  • 総ページ数: 3
  • 出版者: 医学書院
• [備考] 愛媛大学大学院医学系研究科血液・免疫・感染症内科学ホームページ
  • URL: https://www.m.ehime-u.ac.jp/school/int.med1/
• [備考] 愛媛大学大学院医学系研究科血液・免疫・感染症内科学
  • URL: https://www.m.ehime-u.ac.jp/school/int.med1/
• [産業財産権] CARライブラリおよびscFvの製造方法 (2019)
  • 発明者名: 越智俊元、安川正貴、竹中克斗、藤原弘
  • 権利者名: 越智俊元、安川正貴、竹中克斗、藤原弘
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2019
• [産業財産権] CARライブラリ、scFvのスクリーニング方法、抗体またはその結合断片、キメラ抗原受容体、核酸、細胞、および細胞の製造方法 (2019)
  • 発明者名: 越智俊元、安川正貴、藤原 弘
  • 権利者名: 越智俊元、安川正貴、藤原 弘
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2019