免疫回避の阻害と自然免疫活性化を併用した、新しい骨肉腫肺転移治療法の開発

• 研究課題/領域番号: 21K09325
• 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56020:整形外科学関連
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松本 嘉寛 九州大学, 医学研究院, 准教授 (10346794)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 骨軟部腫瘍 / 腫瘍免疫 / CD8陽性T細胞 / 悪性骨軟部腫瘍 / 骨肉腫 / 免疫監視

研究開始時の研究の概要

研究計画の概要は、以下の如くである。
1. 骨肉腫肺転移において、腫瘍細胞の免疫編集による自然免疫回避が生じていることを、臨 床的に証明すること。
2. 骨肉腫細胞株を用いて、免疫編集メカニズムを解析し、その阻害法を開発すること。
3. 前臨床レベルで、骨肉腫肺転移に対する、免疫編集阻害と自然免疫活性化を併用した、 新規治療法を確立すること。

研究実績の概要

近年の腫瘍免疫療法の進歩により、進行がんの治療成績は改善しつつある。特に、手術、薬物、放射線治療に加え、腫瘍免疫療法が第4の治療法として脚光を浴びている。肺がんや胃がんなど、免疫療法が著効するがん種もあるが、免疫療法の悪性骨軟部腫瘍に対する有効性は、一般的に乏しいことが、いくつかの臨床試験で示されている。このことから、悪性骨軟部腫瘍においては、何らかの免疫回避機構、すなわち腫瘍細胞が、自身の免疫系を改変(免疫編集)し、生体の免疫システムから逸脱させ転移を成立させている可能性がある。
悪性骨軟部腫瘍の予後を規定する最大の因子は肺転移である。本年度は，悪性軟部腫瘍が原発巣から肺転移を来す際に、腫瘍の免疫プロファイルがどのように変化するかを、特に自然免疫系と獲得免疫系の療法明らかにした。このことは、悪性軟部腫瘍の肺転移に対する腫瘍免疫療法の確立、ひいては予後の改善に重要であると考えられた。
前年度の結果から，平滑筋肉腫(LMS)の肺転移では原発と比較してCD8+ T細胞の浸潤が著明に低下していることを確認している。そこで本年度は． LMSの肺転移でCD8+ T細胞の浸潤が減少するメカニズムを解明するため，原発と肺転移の組織標本を用いて遺伝子発現解析を行った．その結果、肺転移で発現が上昇しているDEGはC4BPA，CEACAM6，EPCAM，LAMP3，DMBT1，MUC1の6つであった．発現量と浸潤CD8+ T細胞数との相関解析の結果，最も相関が強いDEGはEPCAMであった(p=0.050)． この結果よりLMSの肺転移では，原発と比較してEPCAMの発現が有意に上昇している事が明らかとなった。LMSの肺転移で発現上昇したEpCAMは免疫逃避に関与していると推定される。そのため、EPCAMの発現や機能を阻害する事でCD8+ T細胞の腫瘍浸潤が回復し，予後を改善する可能性がある．

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

論文、学会発表を行うとともに、既に投稿可能な程度まで主研究が進捗しているため。

今後の研究の推進方策

2023年度は，ヒトLMS細胞株を用いて，EPCAMがCD8+ T細胞の遊走に及ぼす影響を検討する。方法としては、腫瘍細胞のEPCAMの機能をTACE阻害薬とγ-セレクターゼ阻害薬などの薬剤で阻害する。また、EPCAMに対するsiRNAにより、腫瘍細胞のEPCAMの発現をノックダウンする。それらの操作を行った腫瘍細胞から得られた条件付き調整培地(CM)を用いて、 CD8+ T細胞の遊走をtranswell assayで評価する。EPCAMの機能や発現を阻害することで、CD8+ T細胞の遊走が亢進する可能性がある。

さらに、代表的な悪性骨腫瘍である、骨肉腫に関しても研究を行う。CH3系統マウスに発生する骨肉腫細胞であるLM8を用いて分子細胞生物学的な解析を行う。LM8をCH3マウス脛骨に移植、腫瘍形成後に切除すると約2-3週で肺転移がほぼ100%出現する(肺転移モデル)。このモデルを用いた我々の先行研究において、自然免疫の賦活化により肺転移が抑制されるが、その際、CD8+ T細胞が主要な役割を果たしていることを見出している。そこで、このCD8+ T細胞の殺腫瘍効果を上昇させる薬剤のスクリーニングを行う。1例としては、免疫アジュバント製剤などが想定される。

研究成果

• [雑誌論文] Nuclear β-catenin translocation plays a key role in osteoblast differentiation of giant cell tumor of bone (2022)
  • 著者名/発表者名: Kimura Atsushi、Toda Yu、Matsumoto Yoshihiro、Yamamoto Hidetaka、Yahiro Kenichiro、Shimada Eijiro、Kanahori Masaya、Oyama Ryunosuke、Fukushima Suguru、Nakagawa Makoto、Setsu Nokitaka、Endo Makoto、Fujiwara Toshifumi、Matsunobu Tomoya、Oda Yoshinao、Nakashima Yasuharu
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 号: 1 ページ: 13438-13438
  • DOI: 10.1038/s41598-022-17728-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Clinical significance of signal regulatory protein alpha and T cell immunoreceptor with immunoglobulin and immunoreceptor tyrosine-based inhibition motif domain expression in undifferentiated pleomorphic sarcoma (2022)
  • 著者名/発表者名: Ishihara Shin、Iwasaki Takeshi、Kohashi Kenichi、Kawaguchi Kengo、Toda Yu、Fujiwara Toshifumi、Setsu Nokitaka、Endo Makoto、Matsumoto Yoshihiro、Nakashima Yasuharu、Oda Yoshinao
  • 雑誌名: Journal of Cancer Research and Clinical Oncology 巻: 1 号: 6 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1007/s00432-022-04078-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Standardization of evaluation method and prognostic significance of histological response to preoperative chemotherapy in high-grade non-round cell soft tissue sarcomas (2022)
  • 著者名/発表者名: Oda Yoshinao、Tanaka Kazuhiro、Hirose Takanori、Hasegawa Tadashi、Hiruta Nobuyuki、Hisaoka Masanori、Yoshimoto Masato、Otsuka Hiroshi、Bekki Hirofumi、Ishii Takeaki、Endo Makoto、Mizusawa Junki、Fukuda Haruhiko、Ozaki Toshifumi、Iwamoto Yukihide、Nojima Takayuki
  • 雑誌名: BMC Cancer 巻: 22 号: 1 ページ: 94-94
  • DOI: 10.1186/s12885-022-09195-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Methylation-mediated silencing of protein kinase C zeta induces apoptosis avoidance through ATM/CHK2 inactivation in dedifferentiated chondrosarcoma (2022)
  • 著者名/発表者名: Shimada Eijiro、Matsumoto Yoshihiro、Nakagawa Makoto、Susuki Yosuke、Endo Makoto、Setsu Nokitaka、Fujiwara Toshifumi、Iida Keiichiro、Nabeshima Akira、Yahiro Kenichiro、Kimura Atsushi、Hirose Takeshi、Kanahori Masaya、Oyama Ryunosuke、Oda Yoshinao、Nakashima Yasuharu
  • 雑誌名: British Journal of Cancer 巻: online ahead 号: 9 ページ: 1289-1300
  • DOI: 10.1038/s41416-021-01695-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Histological and immunohistochemical features and genetic alterations in the malignant progression of giant cell tumor of bone: a possible association with TP53 mutation and loss of H3K27 trimethylation (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishihara Shin、Yamamoto Hidetaka、Iwasaki Takeshi、Toda Yu、Yamamoto Takeo、Yoshimoto Masato、Ito Yoshihiro、Susuki Yousuke、Kawaguchi Kengo、Kinoshita Izumi、Yamada Yuichi、Kohashi Kenichi、Fujiwara Toshifumi、Setsu Nokitaka、Endo Makoto、Matsumoto Yoshihiro、Kakuda Yuko、Nakashima Yasuharu、Oda Yoshinao
  • 雑誌名: Modern Pathology 巻: - 号: 5 ページ: 640-648
  • DOI: 10.1038/s41379-021-00972-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Does the Use of Peripheral Immune-Related Markers Indicate Whether to Administer Pazopanib, Trabectedin, or Eribulin to Advanced Soft Tissue Sarcoma Patients? (2021)
  • 著者名/発表者名: Shimada Eijiro、Endo Makoto、Matsumoto Yoshihiro、Tsuchihashi Kenji、Ito Mamoru、Kusaba Hitoshi、Nabeshima Akira、Nawata Tomoya、Maekawa Akira、Matsunobu Tomoya、Setsu Nokitaka、Fujiwara Toshifumi、Iida Keiichiro、Nakagawa Makoto、Kohashi Kenichi、et al.
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 10 号: 21 ページ: 4972-4972
  • DOI: 10.3390/jcm10214972
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Tumor microenvironment in giant cell tumor of bone: evaluation of PD-L1 expression and SIRPα infiltration after denosumab treatment (2021)
  • 著者名/発表者名: Toda Y, Kohashi Kenichi, Yamamoto H, Ishihara S, Ito Y, Susuki Y, Kawaguchi K, Kiyozawa D, Takamatsu D, Kinoshita I, Yamada Y, Maehara J, Kimura A, Tamiya S, Taguchi K, Matsunobu T, Matsumoto Y, Nakashima Y, Mawatari M, Oda Y
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 号: 1 ページ: 14821-14821
  • DOI: 10.1038/s41598-021-94022-w
  • 査読あり
• [学会発表] 悪性軟部腫瘍の転移過程における腫瘍浸潤リンパ球プロファイルの変化 (2022)
  • 著者名/発表者名: 金堀 将也, 松本 嘉寛, 遠藤 誠, 藤原 稔史, 飯田 圭一郎, 鍋島 央, 島田 英二郎, 廣瀬 毅, 大山 龍之介, 小田 義直, 中島 康晴
  • 学会等名: 第55回日本整形外科学会骨軟部腫瘍学術集会