iPS細胞由来の再生T細胞と遺伝子改変サルを用いたがん免疫細胞療法の開発

• 研究課題/領域番号: 18K07171
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分49070:免疫学関連
• 研究機関: 滋賀医科大学
• 研究代表者: 縣 保年 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (60263141)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2018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: ゲノム編集 / CRISPR/Cas9 / カセット交換法（RMCE） / がん抗原 / Ｔ細胞受容体（TCR） / iPS細胞 / カニクイザル / 腫瘍浸潤リンパ球（TIL） / カセット交換法 RMCE / カセット交換法 / RMCE / カセット交換法 RMCE / がんモデル動物 / キラーT細胞 / T細胞受容体

研究成果の概要

がん抗原特異的なＴ細胞受容体（TCR）遺伝子を、ゲノム編集とカセット交換法を用いて、ヒトiPS細胞の内在性TCR遺伝子座へノックインし、T細胞へ分化誘導したところ、がん抗原特異的に高い細胞傷害活性を示すことが確認された。さらに、ヒトへの外挿性が高い非ヒト霊長類のがんモデルを作出するために、４つのがん関連遺伝子を薬剤誘導性に発現するカニクイザルの作製を行い、遺伝子が導入された産仔を得ることができた。併行して、サルの腫瘍細胞を移植し、形成された腫瘍に浸潤したT細胞からTCR遺伝子を単離し、iPS細胞から再生したT細胞に導入したところ、出現頻度の高いTCRが腫瘍細胞を殺傷できることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した方法により、ランダムな遺伝子挿入によるがん化のない、安全で細胞傷害活性の高いT細胞を効率よく作製することが可能となった。また腫瘍に浸潤するT細胞から出現頻度の高いTCR遺伝子を単離し、カセット交換法によりiPS細胞で次々に遺伝子交換することが可能となり、細胞製剤として早期の治療応用も期待できる。
一方、がん免疫療法の前臨床試験において、マウスで得られた知見がヒトに外挿できない例が知られている。そのためヒトへの外挿性が高い霊長類を用いたがん研究の推進が必要不可欠であり、本研究で作製された遺伝子導入サルで薬剤誘導性に腫瘍が形成されれば、世界初の非ヒト霊長類のがんモデルとなる。

研究成果

• [雑誌論文] Isolation of TCR genes with tumor-killing activity from tumor-infiltrating and circulating lymphocytes in a tumor rejection cynomolgus macaque model (2022)
  • 著者名/発表者名: Terada Koji、Kondo Kenta、Ishigaki Hirohito、Nagashima Ayaka、Satooka Hiroki、Nagano Seiji、Masuda Kyoko、Kawamura Teruhisa、Hirata Takako、Ogasawara Kazumasa、Itoh Yasushi、Kawamoto Hiroshi、Agata Yasutoshi
  • 雑誌名: Molecular Therapy - Oncolytics 巻: 24 ページ: 77-86
  • DOI: 10.1016/j.omto.2021.12.003
  • NAID: 120007182844
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regeneration of Tumor-Antigen-Specific Cytotoxic T Lymphocytes from iPSCs Transduced with Exogenous TCR Genes (2020)
  • 著者名/発表者名: Maeda Takuya、Nagano Seiji、Kashima Soki、Terada Koji、Agata Yasutoshi、Ichise Hiroshi、Ohtaka Manami、Nakanishi Mahito、Fujiki Fumihiro、Sugiyama Haruo、Kitawaki Toshio、Kadowaki Norimitsu、Takaori-Kondo Akifumi、Masuda Kyoko、Kawamoto Hiroshi
  • 雑誌名: Molecular Therapy - Methods & Clinical Development 巻: 19 ページ: 250-260
  • DOI: 10.1016/j.omtm.2020.09.011
  • NAID: 120007169387
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Characterization of tumour-infiltrating lymphocytes in a tumour rejection cynomolgus macaque model (2020)
  • 著者名/発表者名: Satooka Hiroki、Ishigaki Hirohito、Todo Kagefumi、Terada Koji、Agata Yasutoshi、Itoh Yasushi、Ogasawara Kazumasa、Hirata Takako
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 8414-8414
  • DOI: 10.1038/s41598-020-65488-x
  • NAID: 120006862372
  • 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] Long non-coding RNA MANCR is a target of BET bromodomain protein BRD4 and plays a critical role in cellular migration and invasion abilities of prostate cancer. (2020)
  • 著者名/発表者名: Nagasawa M, Tomimatsu K, Terada K, Kondo K, Miyazaki K, Miyazaki M, Motooka D, Okuzaki D, Yoshida T, Kageyama S, Kawamoto H, Kawauchi A, Agata Y.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 526 号: 1 ページ: 128-134
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.03.043
  • NAID: 120006839258
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-step transcriptional priming that drives the commitment of multipotent progenitors toward B cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Miyai Tomohiro、Takano Junichiro、Endo Takaho A.、Kawakami Eiryo、Agata Yasutoshi、Motomura Yasutaka、Kubo Masato、Kashima Yukie、Suzuki Yutaka、Kawamoto Hiroshi、Ikawa Tomokatsu
  • 雑誌名: Genes & Development 巻: 32 号: 2 ページ: 112-126
  • DOI: 10.1101/gad.309575.117
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Development of “TCR cassette method”: Regeneration of CTLs from iPSCs in which tumor-antigen specific TCR genes can be efficiently introduced into the endogenous TCR locus by cassette exchange (2021)
  • 著者名/発表者名: Koji Terada, Kenta Kondo, Seiji Nagano, Kyoko Masuda, Hiroshi Kawamoto, Yasutoshi Agata
  • 学会等名: 第50回 日本免疫学会学術集会、奈良、2021年12月8-10日
• [学会発表] Isolation of TCR genes with tumor-killing activity from tumor-infiltrating lymphocytes in a tumor rejection cynomolgus macaque model (2021)
  • 著者名/発表者名: Koji Terada, Kenta Kondo, Hirohito Ishigaki, Ayaka Nagashima, Hiroki Satooka, Seiji Nagano, Kyoko Masuda, Teruhisa Kawamura, Takako Hirata, Kazumasa Ogasawara, Yasushi Itoh, Hiroshi Kawamoto, Yasutoshi Agata
  • 学会等名: 第50回 日本免疫学会学術集会、奈良、2021年12月8-10日
• [学会発表] Vitamin C alters gene expression of CD8+ T cells through DNA demethylation (2021)
  • 著者名/発表者名: Kenta Kondo, Tatsuya Hasegawa, Koji Terada, Yasutoshi Agata
  • 学会等名: 第50回 日本免疫学会学術集会、奈良、2021年12月8-10日
• [学会発表] “TCRカセット法”の開発 : がん抗原特異的TCR遺伝子を内在性TCR遺伝子座へ効率よく導入する (2021)
  • 著者名/発表者名: 寺田晃士、永野誠治、近藤健太、増田喬子、河本 宏、縣 保年
  • 学会等名: 第30回 Kyoto T Cell Conference、2021年10月8-9日
• [学会発表] カニクイザルの腫瘍浸潤T細胞から腫瘍殺傷能をもつTCR遺伝子を単離する (2021)
  • 著者名/発表者名: 近藤健太、寺田晃士、石垣宏仁、長嶋彩花、里岡大樹、永野誠治、増田喬子、川村晃久、平田多佳子、小笠原一誠、伊藤 靖、河本 宏、縣 保年
  • 学会等名: 第30回 Kyoto T Cell Conference、2021年10月8-9日
• [学会発表] TCRカセット法”の開発：がん抗原特異的TCR遺伝子を内在性TCR遺伝子座へ効率よく導入できるiPS細胞から細胞傷害性T細胞を再生する. (2020)
  • 著者名/発表者名: 寺田晃士、近藤健太、永野誠治、増田喬子、河本 宏、縣 保年．
  • 学会等名: 第43回 日本分子生物学年会
• [学会発表] カニクイザルの腫瘍拒絶モデルにおける腫瘍浸潤T細胞からの腫瘍殺傷能をもつTCR遺伝子の単離. (2020)
  • 著者名/発表者名: 寺田晃士、石垣宏仁、近藤健太、長嶋彩花、里岡大樹、永野誠治、増田喬子、川村晃久、河本 宏、平田多佳子、小笠原一誠、伊藤 靖、縣 保年．
  • 学会等名: 第43回 日本分子生物学年会
• [学会発表] iPS細胞由来の再生T細胞とカニクイザルを用いたがん免疫療法の開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 縣 保年
  • 学会等名: 第５回イムノロジーフォーラム奈良
  • 招待講演
• [学会発表] ゲノム編集とカセット交換法を用いたがん抗原特異的TCR遺伝子導入法の開発. (2020)
  • 著者名/発表者名: 寺田晃士、近藤遼平、永野誠治、前田卓也、増田喬子、河本 宏、縣 保年．
  • 学会等名: 第24回 日本がん免疫学会総会
• [学会発表] カニクイザルの腫瘍浸潤T細胞から腫瘍殺傷能を有するTCR遺伝子を単離する. (2020)
  • 著者名/発表者名: 寺田晃士、近藤健太、石垣宏仁、里岡大樹、永野誠治、増田喬子、平田多佳子、小笠原一誠、伊藤 靖、河本 宏、縣 保年．
  • 学会等名: 第24回 日本がん免疫学会総会
• [学会発表] PD-1 研究における「点と点」～iPS 細胞とカニクイザルを用いた がん免疫療法の開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 縣 保年
  • 学会等名: 日本マイコプラズマ学会誌 特別講演
  • 招待講演
• [学会発表] Generation of CTLs from iPSCs transduced with TCR genes: development of “TCR cassette” method. (2019)
  • 著者名/発表者名: 永野誠治、寺田晃士、近藤遼平、縣 保年、増田喬子、河本 宏．
  • 学会等名: 第48回 日本免疫学会総会
• [学会発表] Development of an efficient method to introduce TCR genes into the endogenous TCR locus by genome editing and cassette exchange. (2019)
  • 著者名/発表者名: 寺田晃士、近藤遼平、永野誠治、増田喬子、河本 宏、縣 保年．
  • 学会等名: 第48回 日本免疫学会総会
• [学会発表] iPS 細胞から再生した T 細胞とカニクイザルを用いたがん免疫療法の開発． (2019)
  • 著者名/発表者名: 縣 保年
  • 学会等名: 令和元年度「5大学連携医療フォーラム」
  • 招待講演
• [学会発表] PD-1研究における「点と点」～iPS細胞を用いたがん特異的T細胞の再生． (2019)
  • 著者名/発表者名: 縣 保年
  • 学会等名: 第26回大阪母子医療センターシンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] がん抗原特異的なTCR遺伝子を内在性TCR遺伝子座へ効率よく導入する方法の確立 (2018)
  • 著者名/発表者名: 寺田晃士、近藤遼平、永野誠治、増田喬子、河本 宏、縣 保年
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会（2018年11月28日, 横浜）
• [図書] 標準免疫学 第4版 (2021)
  • 著者名/発表者名: 宮坂 昌之（執筆分担者 縣 保年）
  • 総ページ数: 434
  • 出版者: 医学書院
  • ISBN: 9784260042383
• [備考] 滋賀医科大学 生化学・分子生物学講座 分子生理化学ホームページ
  • URL: http://www.shiga-med.ac.jp/~hqbioch1/
• [備考] 滋賀医科大学 最新研究の紹介
  • URL: https://www.shiga-med.ac.jp/research-and-collaboration/priority-projects-and-research-results/latest-research-papers#20220225
• [備考] 滋賀医科大学 生化学・分子生物学講座 分子生理化学部門
  • URL: http://www.shiga-med.ac.jp/~hqbioch1/
• [備考] 滋賀医科大学 生化学・分子生物学講座 分子生理化学部門 研究成果
  • URL: http://www.shiga-med.ac.jp/~hqbioch1/public_html/publish.html
• [産業財産権] 特異性部位交換可能なエフェクター細胞の製造方法 (2020)
  • 発明者名: 河本 宏、永野誠治、増田喬子、縣 保年、寺田晃士、近藤健太
  • 権利者名: 河本 宏、永野誠治、増田喬子、縣 保年、寺田晃士、近藤健太
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2020
• [産業財産権] 外来抗原レセプター遺伝子導入細胞の製造方法 (2018)
  • 発明者名: 河本 宏、永野誠治、増田喬子、縣 保年、寺田晃士
  • 権利者名: 河本 宏、永野誠治、増田喬子、縣 保年、寺田晃士
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2018