腫瘍浸潤リンパ球機能解析を含めて、腫瘍微小環境を単細胞解像度で解明する

• 研究課題/領域番号: 20H03460
• 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49020:人体病理学関連
• 研究機関: 札幌医科大学
• 研究代表者: 廣橋 良彦 札幌医科大学, 医学部, 准教授 (30516901)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円); 2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: 腫瘍微小環境 / 細胞傷害性T細胞 / 腫瘍抗原 / 1細胞解析 / 腫瘍浸潤リンパ球 / T細胞受容体 / 単細胞解析 / 悪性黒色腫 / TCR / バイオマーカー

研究開始時の研究の概要

単細胞解析は、腫瘍微小環境を解析する上で強力なツールとなる。しかしながら、単細胞解析は遺伝子発現プロファイルに基づく解析を行う為、単細胞レベルでの機能解析を不得手とする。腫瘍微小環境を作る細胞でもCTLなどのリンパ球は、遺伝子情報から機能を推定する事が出来る。T細胞受容体遺伝子配列がCTL機能を規定するからである。本研究では単細胞解析でも機能解析が可能なCTLなどの腫瘍浸潤リンパ球に主眼を置き、腫瘍微小環境を単細胞解像度で行う。具体的に、遺伝子発現情報に機能的TCR遺伝子情報をアノテーションし、CTL機能評価も合わせた上で腫瘍微小環境解析を行い、抗腫瘍効果に繋がる免疫状態微小環境を読み解く。

研究成果の概要

PD-1阻害剤で治療された悪性黒色腫症例において、1細胞解析を行い、T細胞受容体 (TCR) レパトワ解析を行った。TCRクロノタイプサイズが大きいTCR配列から、TCR遺伝子導入T細胞 (TCR-T細胞）を作製し悪性黒色腫反応性を検討した。主要TCRクロノタイプの過半数は、腫瘍細胞株に反応を示した。この結果は、免疫療法不応性悪性黒色腫においてすら、腫瘍特異性CTLが腫瘍局所に多数浸潤していた事を示す。この結果は、PD-1/PD-L1以外の免疫チェックポイント分子が、免疫逃避に関わっていたのではないかと考察している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、悪性黒色腫症例の腫瘍浸潤リンパ球を1細胞遺伝子発現解析行った。その結果、免疫チェックポイント阻害剤(PD-1阻害剤）不応性症例の腫瘍浸潤リンパ球であっても、腫瘍細胞を認識しうることを見出した。この結果は、PD-L1/PD-1阻害治療抵抗性症例であっても、免疫療法が効く可能性を示すと同時に、PD-L1/PD-1以外の免疫チェックポイント等の免疫抑制機構が存在する事を示唆する。この解析を進める事により、PD-1阻害療法の適応を定義出来ると同時に、新たな治療法開発への rationale となる。

研究成果

• [雑誌論文] Cisplatin-induced HSF1-HSP90 axis enhances the expression of functional PD-L1 in oral squamous cell carcinoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Sasaya T, Kubo T, Murata K, Mizue Y, Sasaki K, Yanagawa J, Imagawa M, Kato H, Tsukahara T, Kanaseki T, Tamura Y, Miyazaki A, Hirohashi Y, Torigoe T.
  • 雑誌名: Cancer Med 巻: 12 号: 4 ページ: 4605-4615
  • DOI: 10.1002/cam4.5310
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cisplatin resistance driver claspin is a target for immunotherapy in urothelial carcinoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Yamada S, Miyata H, Isono M, Hori K, Yanagawa J, Murai A, Minowa T, Mizue Y, Sasaki K, Murata K, Tokita S, Nakatsugawa M, Iwabuchi S, Hashimoto S, Kubo T, Kanaseki T, Tsukahara T, Abe T, Shinohara N, Hirohashi Y, Torigoe T.
  • 雑誌名: Cancer Immunology Immunotherapy 巻: Online ahead of print. 号: 7 ページ: 2057-2065
  • DOI: 10.1007/s00262-023-03388-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] SOX10 Inhibits T Cell Recognition by Inducing Expression of the Immune Checkpoint Molecule PD-L1 in A375 Melanoma Cells (2023)
  • 著者名/発表者名: Sasaki K, Hirohashi Y, Murata K, Minowa T, Nakatsugawa M, Murai A, Mizue Y, Kubo T, Kanaseki T, Tsukahara T, Iwabuchi S, Hashimoto S, Uhara H, Ishida-Yamamoto A, Torigoe T.
  • 雑誌名: Anticancer Res 巻: 43 号: 4 ページ: 1477-1484
  • DOI: 10.21873/anticanres.16296
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fusion with type 2 macrophages induces melanoma cell heterogeneity that potentiates immunological escape from cytotoxic T lymphocytes (2023)
  • 著者名/発表者名: Minowa T, Hirohashi Y, Murata K, Sasaki K, Handa T, Nakatsugawa M, Mizue Y, Murai A, Kubo T, Kanaseki T, Tsukahara T, Iwabuchi S, Hashimoto S, Ishida-Yamamoto A, Uhara H, Torigoe T.
  • 雑誌名: J Pathol 巻: Online ahead of print. 号: 3 ページ: 304-316
  • DOI: 10.1002/path.6083
  • 査読あり
• [雑誌論文] GRIK2 is a target for bladder cancer stem-like cell-targeting immunotherapy (2022)
  • 著者名/発表者名: Miyata H, Hirohashi Y, Yamada S, Yanagawa J, Murai A, Hashimoto S, Tokita S, Hori K, Abe T, Kubo T, Tsukahara T, Kanaseki T, Shinohara N, Torigoe T.
  • 雑誌名: Cancer Immunology Immunotherapy 巻: 71 号: 4 ページ: 795-806
  • DOI: 10.1007/s00262-021-03025-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tumor-infiltrating CD8 + T cells recognize a heterogeneously expressed functional neoantigen in clear cell renal cell carcinoma (2022)
  • 著者名/発表者名: Matsuki M, Hirohashi Y, Nakatsugawa M, Murai A, Kubo T, Hashimoto S, Tokita S, Murata K, Kanaseki T, Tsukahara T, Nishida S, Tanaka T, Kitamura H, Masumori N, Torigoe T.
  • 雑誌名: Cancer Immunology Immunotherapy 巻: 71 号: 4 ページ: 905-918
  • DOI: 10.1007/s00262-021-03048-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of characteristic subepithelial surface granulomatosis in immune‐related adverse event‐associated enterocolitis (2021)
  • 著者名/発表者名: Kubo Terufumi、Hirohashi Yoshihiko、Keira Yoshiko、Akimoto Mayuko、Ikeda Tatsuru、Kikuchi Noriaki、Iwaki Hiroyuki、Kikuchi Tomoki、Obata Masahiko、Morita Rena、Kasai Kiyoshi、Segawa Keiko、Tsukahara Tomohide、Kanaseki Takayuki、Murata Kenji、Kikuchi Yasuhiro、Shinkawa Tomoyo、Hasegawa Tadashi、Torigoe Toshihiko
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 112 号: 3 ページ: 1320-1325
  • DOI: 10.1111/cas.14773
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Epithelioid granulomatous lesions express abundant programmed death ligand-1 (PD-L1): a discussion of adverse events in anti-PD-1 antibody-based cancer immunotherapy. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kubo T, Hirohashi Y, Tsukahara T, Kanaseki T, Murata K, Hasegawa T, Torigoe T.
  • 雑誌名: Hum Vaccin Immunother. 巻: 18 号: 7 ページ: 1-3
  • DOI: 10.1080/21645515.2020.1870364
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuregulin-1-β1 and γ-secretase play a critical role in sphere-formation and cell survival of urothelial carcinoma cancer stem-like cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Matsuki M, Inoue R, Murai A, Kubo T, Hashimoto S, Murata K, Kanaseki T, Tsukahara T, Nishida S, Tanaka T, Kitamura H, Masumori N, Hirohashi Y, Torigoe T.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 552 ページ: 128-135
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.03.038
  • 査読あり
• [学会発表] 癌免疫療法と腫瘍をとりまく免疫微小環境 (2022)
  • 著者名/発表者名: 廣橋 良彦
  • 学会等名: 第26回日本がん免疫学会
• [学会発表] 免疫応答をコントロールするがんの多様性 (2021)
  • 著者名/発表者名: 廣橋 良彦
  • 学会等名: 第25回日本がん免疫学会総会
• [学会発表] 腫瘍浸潤リンパ球の機能とその認識する抗原 (2021)
  • 著者名/発表者名: 廣橋 良彦
  • 学会等名: 和歌山悪性腫瘍研究会