エンハンサーによる多次元的制御能を標的としたCTL賦活化リプログラミング

• 研究課題/領域番号: 21H02756
• 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49070:免疫学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人国立国際医療研究センター
• 研究代表者: 関谷 高史 国立研究開発法人国立国際医療研究センター, その他部局等, 免疫応答修飾研究室長 (80519207)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2023年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2021年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
• キーワード: 免疫学 / 抗腫瘍免疫 / 細胞リプログラミング / エピジェネティクス / 癌免疫 / ゲノム編集 / 腫瘍免疫

研究開始時の研究の概要

「免疫チェックポイント阻害剤(immune checkpoint blockade; ICB)」による抗腫瘍免疫の賦活化は、様々な進行癌の治療を可能とした。一方で奏効率や、対象となる癌種は依然限られている。従って、腫瘍組織で細胞傷害性T細胞(CTL)の疲弊化が誘導されるメカニズムのさらなる理解や、疲弊化CTLの賦活化を高効率かつ持続的に誘導する新規手法の開発は重要な課題である。本研究は、申請者が先行研究で構築した「新規・転写制御領域gRNAライブラリ」を基盤としたスクリーニングにより、疲弊化CTLに賦活化リプログラミングを導くエピジェネティック操作法の開発を目指す。

研究成果の概要

本研究では、エピジェネティック改変による、疲弊化CTL賦活化リプログラミング法の開発を目指し、まず、疲弊化CTLと活性化CTLの転写制御領域gRNAライブラリの作製の作製を行った。さらに、疲弊化CTLレポーター細胞株を作製し、これらgRNAライブラリとレポーター細胞株を用い、疲弊化CTLを賦活化する遺伝子領域、エピジェネティック操作のスクリーニングを行った。その結果、疲弊化CTLでPD-1の発現低下を導く遺伝子領域、エピジェネティック操作を明らかとした。遺伝子発現解析の結果、当該エピジェネティック操作は疲弊化CTLを活性化CD8T細胞に近い性質を持つ細胞にリプログラミングすることが確認された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

抗腫瘍免疫の賦活化は、様々な進行癌の治療を可能としたが、細胞傷害性T細胞(CTL)の疲弊化が引き起こされるメカニズムの理解や、疲弊化CTLの賦活化を誘導する手法の開発は、重要な研究課題であった。本研究で開発した「転写制御領域gRNAライブラリ」によるスクリーニングでは、既知の領域ではあったが、疲弊化CTLの賦活化を導く遺伝子領域、エピジェネティック操作法を見出すことに成功した。このことは、さらなるライブラリのスケールアップ及びスクリーニングの継続で、新規遺伝子領域およびエピジェネティック操作法を見出せる可能性を示しており、また、様々な細胞リプログラミングの試みに手掛かりを与えると期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Tonic TCR and IL-1β signaling mediate phenotypic alterations of naive CD4+ T?cells (2024)
  • 著者名/発表者名: Sekiya Takashi、Hidano Shinya、Takaki Satoshi
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 43 号: 3 ページ: 113954-113954
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2024.113954
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Estimation of Sensitization Status in Renal Transplant Recipients by Assessing Indirect Pathway CD4+ T Cell Response to Donor Cell-pulsed Dendritic Cell (2023)
  • 著者名/発表者名: Kenta Iwasaki、Toshihide Tomosugi、Takashi Sekiya、Shintaro Sakamoto、Yuko Miwa、Manabu Okada、Takahisa Hiramitsu、Norihiko Goto、Shunji Narumi、Yoshihiko Watarai、Mai Okumura、Satoshi Ashimine、Kohei Ishiyama、Ezzelarab Mohamed B.、Takaaki Kobayashi
  • 雑誌名: Transplantation 巻: 107 号: 5 ページ: 1079-1088
  • DOI: 10.1097/tp.0000000000004491
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Comparison between Nr4a transcription factor regulation and function in lymphoid and tumor Treg cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Takashi Sekiya
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: in press ページ: 866339-866339
  • DOI: 10.3389/fimmu.2022.866339
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Essential roles of the transcription factor NR4A1 in regulatory T cell differentiation under the influence of immunosuppressants (2022)
  • 著者名/発表者名: Takashi Sekiya, Hidenori Kasahara, Ryo Takemura, Shinya Fujita, Jun Kato, Noriko Doki, Yuta Katayama, Yukiyasu Ozawa, Satoru Takada, Tetsuya Eto, Takahiro Fukuda, Tatsuo Ichinohe, Minoko Takanashi, Makoto Onizuka, Yoshiko Atsuta, Shinichiro Okamoto, Akihiko Yoshimura, Satoshi Takaki, Takehiko Mori
  • 雑誌名: The Journal of Immunology 巻: in press 号: 9 ページ: 2122-2130
  • DOI: 10.4049/jimmunol.2100808
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 免疫抑制剤存在下でのTreg分化における転写因子NR4A1の役割 (2023)
  • 著者名/発表者名: 関谷 高史
  • 学会等名: 第20回 日本免疫治療学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Tonic TCR and IL-1b signaling mediate momentary and durable phenotypic alterations in naive CD4+ T cells (2022)
  • 著者名/発表者名: 関谷 高史
  • 学会等名: 第51回 日本免疫学会学術集会
• [図書] Nr4aによるTh/Tregのバランス制御と炎症性疾患 (2021)
  • 著者名/発表者名: 関谷 高史
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: 先端医学社