腫瘍におけるネオ・セルフ生成機構

2019 年度 実績報告書

• 研究領域: ネオ・セルフの生成・機能・構造
• 研究課題/領域番号: 16H06498
• 研究機関: 高知大学
• 研究代表者: 宇高 恵子 高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 教授 (40263066)
• 研究分担者: 西村 泰治 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 名誉教授 (10156119)
• 研究期間 (年度): 2016-06-30 – 2021-03-31
• キーワード: 腫瘍免疫学 / 免疫療法 / 分子認識 / バイオインフォマティクス / トランスレーショナルリサーチ

研究実績の概要

腫瘍血管内皮細胞（EC）の抗原提示による腫瘍特異的T細胞の浸潤機構について、データの補完と、材料や方法に関する論文（HLA-Aのペプチド解析に適したmAbの開発）発表を行った。自己の腫瘍抗原を認識するT細胞を用いた実験は、事前に特許出願が必要であり、論文投稿を保留した。ECによるMHC class II分子による腫瘍特異的ヘルパーT細胞（Th）、MHC class I分子による細胞傷害性T細胞（CTL）の浸潤機構、ECのクロスプレゼンテーション能の検証と、その結果起こるCTLの腫瘍組織への直接浸潤機構を論文にまとめた。また、従来の免疫法では生体内で長期にわたって抗腫瘍活性を維持するT細胞を誘導することは困難であったが、樹状細胞にペプチドを届けるミセル溶剤により誘導活性を高めた（論文執筆中）。（宇高）

すでに樹立したCisplatin耐性のマウス膀胱がん細胞株に対する、in vivo腫瘍免疫解析系を確立した。さらに、がん細胞株のRNAseq解析により正常細胞には、ほとんど発現しないがん関連抗原ならびにネオ抗原を多数同定した。これらの抗原に由来し、MHCクラスIまたはII分子に結合するペプチドを、既存のアルゴリズムを用いて推定した。これらのペプチドを合成し樹状細胞に負荷してマウスに免疫することにより、細胞傷害性T細胞(CTL)のみならず１型ヘルパーT(Th1)細胞を誘導可能な長鎖ペプチドを同定できた。
この長鎖ペプチドを負荷した樹状細胞の免疫により腫瘍増殖を予防ならびに治療でき、さらに抗PD-1抗体との著明な併用効果を観察した。抗腫瘍効果は、抗CD4抗体または抗CD8抗体のいずれの投与によっても解除されたため、CTLとTh1細胞がともに寄与していると考えられた。さらに抗腫瘍効果と腫瘍内浸潤T細胞に発現するT細胞受容体レパトアの収束との間に、相関があることを観察した。(西村)

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

腫瘍血管ECの抗原提示による腫瘍特異的T細胞の浸潤機構について、Th 、CTLの浸潤機構、ECのクロスプレゼンテーションによるCTLの直接浸潤機構、抗原提示作用薬U2317によるCTLの浸潤促進機構を論文にまとめた。新たに、EC特異的にMHC class IIを欠損するマウスを用いて制御性T細胞（Treg）の腫瘍内浸潤を調べ、TregもECが提示する腫瘍ペプチド依存性に浸潤することが明らかにした。内因性の抗腫瘍Thの活性を除いてTreg活性を単離する実験系で再現性を確認中である。また、EC由来のmiRNAが生体内の抗腫瘍活性を反映する可能性を考え、免疫チェックポイント阻害抗体（ICI）を使用中の腎細胞癌患者の血漿を調べたところ、健常人の数十～百倍の高発現がみられた。現在、検体数を増やして解析中である。（宇高）

昨年度に予定していた研究計画を、ほぼ予定通りに遂行して成果を得ることができ、これらの成果を学会で5回発表し、英文論文として投稿準備中である。平成30年度には達成できなかった、マウスMHCクラスII拘束性Th1細胞を誘導できる長鎖ペプチドで、その免疫によりCD4+T細胞とCD8+T細胞に依存して、in vivoにおける抗腫瘍免疫を強力に誘導できるペプチドを同定できたことは大きな進歩である。
この長鎖ペプチドは、従来の研究で同定したCTLを誘導する単鎖ペプチドワクチンと比較して、より強力な腫瘍免疫を誘導でき、ワクチンあるいは抗PD-1抗体の単独療法では無効なCisplatin耐性膀胱がんの治療モデルにおいて、併用療法により約50%の担がんマウスに腫瘍の完全消滅を誘導できた。複合免疫療法の効果の機序を解明すべく、T細胞レパトアの変動に関する解析を、本研究班の小笠原教授ならびに岸教授らとの共同研究により遂行している。総評として研究は、順調に進んでいると言える。（西村）

今後の研究の推進方策

ECの抗原提示能を活かし、SN腫瘍抗原を標的とした複合型ペプチド免疫療法のマウスモデルの複数の論文受理を達成する。MHC class II結合性ペプチドの測定原理を示した論文（特許取得済み）を投稿し、さらに質問学習法を用いてHLA class II結合性ペプチドの自動予測を可能にした論文の受理も目指す。HLA class I, class II分子結合性ペプチドレパートリーのallele間での重なりを調べた論文発表を行う（データは、ほぼ取得済み）。
ECによる抗原提示が臓器特異的自己免疫疾患の発症に関係することを示す結果が得られたため、実験的自己免疫性脳脊髄炎モデルについて論文をまとめる。（宇高）

マウスMHCクラスII (I-Ab) 拘束性Th1細胞が認識する、がん抗原長鎖ペプチドの同定については、RNAseqデータに基づいて宇高研究代表者らとの共同研究により、新規アルゴリズムを利用してこれらを推定し、さらに抗腫瘍免疫の誘導能がより強力な多種類の長鎖ペプチドを同定する。
また、がん抗原ペプチド負荷樹状細胞ワクチンと抗PD-1抗体の併用免疫療法の前後の、腫瘍浸潤Ｔ細胞や所属リンパ節中のT細胞が発現するＴ細胞受容体のレパトア解析をA01研究班の小笠原研究代表者と、さらに優勢を占めるＴ細胞レパトアに属する単一T細胞に発現するTCR遺伝子の同定と抗原特異性の解析を、A01研究班の岸研究代表者との共同研究により継続して実施する。このように次世代複合がん免疫療法の効果について多面的に解析して、その開発研究を推進する予定である。（西村）

研究成果

• [雑誌論文] Development of a novel monoclonal antibody that binds to most HLA-A allomorphs in a conformation-dependent yet peptide-promiscuous fashion. (2020)
  • 著者名/発表者名: Komatsu T, Shimizu T, Kanoh M, Miyakawa T, Satta Y, Yasukochi Y, Fujimoto R, Tada M, Machida K, Kataoka S, Udaka K.
  • 雑誌名: Immunogenetics 巻: 72 ページ: 143-153
  • DOI: 10.1007/s00251-020-01154-w
  • 査読あり
• [雑誌論文] A phase I study of multi-HLA binding peptides derived from heat shock protein 70/glypican-3 and a novel combination adjuvant of hLAG-3Ig and Poly-ICLC for patients with metastatic gastrointestinal cancers: YNP01 trial. (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakajima M, Hazama S, Tamada K, Udaka K, Kouki Y, Uematsu T, Arima H, Saito A, Doi S, Matsui H, Shindo Y, Matsukuma S, Kanekiyo S, Tokumitsu Y, Tomochika S, Iida M, Yoshida S, Nakagami Y, Suzuki N, Takeda S, Yamamoto S, Yoshino S, Ueno T, Nagano H
  • 雑誌名: Cancer Immunol Immunother 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1007/s00262-020-02518-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of a Promiscuous Epitope Peptide Derived From HSP70. (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsui H, Hazama S, Tamada K, Udaka, K, Irie A, Nishimura Y, Miyakawa T, Doi S, Nakajima M, Kanekiyo S, Tokumitsu Y, Shindo Y, Tomochika S, Yoshida S, Iida M, Suzuki N, Takeda S, Yamamoto S, Yoshino S, Ueno T, Nagano H
  • 雑誌名: J Immunother 巻: 42 ページ: 244-250
  • DOI: 10. 1097/CJI. 0000000000000274
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Type I Interferon Delivery by iPSC-Derived Myeloid Cells Elicits Antitumor Immunity via XCR1+ Dendritic Cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya N, Zhang R, Iwama T, Ueda N, Liu T, Tatsumi M, Sasaki Y, Shimoda R, Osako Y, Sawada Y, Kubo Y, Miyashita A, Fukushima S, Cheng Z, Nakaki R, Takubo K, Okada S, Kaneko S, Ihn H, Kaisho T, Nishimura Y, Senju S, Endo I, Nakatsura T, Uemura Y
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 29 ページ: 162-175.e9
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2019.08.086
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cancer therapy with major histocompatibility complex‐deficient and interferon β‐producing myeloid cells derived from allogeneic embryonic stem cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Umemoto S, Haruta M, Sakisaka M, Ikeda T, Tsukamoto H, Komohara Y, Takeya M, Nishimura Y, Senju S
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 110 ページ: 3027-3037
  • DOI: 10.1111/cas.14144
  • オープンアクセス
• [学会発表] ホルモン療法抵抗性前立がんに発現される腫瘍抗原SNに対するCD8+T細胞株の樹立 (2019)
  • 著者名/発表者名: 花立裕充、笠井道之、小松利広、岸裕幸、土肥俊、宇高恵子
  • 学会等名: 第１８回四国免疫フォーラム
• [学会発表] Antigen specific infiltration of T cells guided by tumor endothelial cells. (国際シンポジウム) (2019)
  • 著者名/発表者名: Udaka K, Komatsu T, Noguchi Y
  • 学会等名: 第23回日本がん免疫学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] ネオアンチゲン特異的ＣＴＬによる抗腫瘍効果の比較 (2019)
  • 著者名/発表者名: 長岡孝治、細井亮宏、孫 長博、小松利広、宇高恵子、垣見和宏
  • 学会等名: 第23回日本がん免疫学会総会
• [学会発表] Promiscuous binding of HLA-DRB1*04:05-binding peptides to other HLA class II molecules. (2019)
  • 著者名/発表者名: 有馬直輝、宇高恵子、池 成基、梅村孟司、笠島理加、小松利広、山下慶子、宮川知也、土肥俊、横山彰仁、北岡裕章
  • 学会等名: 第23回日本がん免疫学会総会
• [学会発表] Cross-presentation by ECs augments anti-tumor responses in targeting a natural tumor antigen in prostate cancer. (2019)
  • 著者名/発表者名: 山本快亮、笠井道之、小松利広、花立裕充、坂口奈央樹、浜名 洋、岸 裕幸、土肥俊、宇高恵子
  • 学会等名: 第23回日本がん免疫学会総会
• [学会発表] HLA-ペプチド結合予測腫瘍のネオアンチゲンでの評価 (2019)
  • 著者名/発表者名: 尾上広祐、山下慶子、Brandon Malone、田中雄希、町田香織、宇高恵子
  • 学会等名: 第23回日本がん免疫学会総会
• [学会発表] Construction of a platform to predict HLA-A*11:01-binding peptides. (2019)
  • 著者名/発表者名: 小松利広、清水健之、町田香織、山下慶子、中村祥紀、宇高恵子
  • 学会等名: 第23回日本がん免疫学会総会
• [学会発表] ゲノム編集によるTAP欠損細胞を使ったMHCクラスI分子と抗原ペプチドの結合相互作用解析法 (2019)
  • 著者名/発表者名: 清水健之、小松利広、深澤太郎、片岡佐誉、宇高恵子
  • 学会等名: 第23回日本がん免疫学会総会
• [学会発表] Augmentation of CTL-mediated anti-tumor responses by cross-presentation of a tumor antigen OVA by endothelial cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: 笠井道之、青井二郎、山本快亮、木嶋美香、小松利広、岩出良介、森田志保、山上卓士、坂口奈央樹、辛島 尚、井上啓史、宇高恵子
  • 学会等名: 第23回日本がん免疫学会総会
• [学会発表] WT抗原を標的とした前立腺癌に対するペプチドワクチン療法の臨床試験（第20報） (2019)
  • 著者名/発表者名: 北島清彰、北島彰子、竹内 保、降幡睦夫、宇高恵子
  • 学会等名: 第23回日本がん免疫学会総会
• [学会発表] A phase I clinical study of WT1 immunotherapy against bone and soft-tissue malignancies. (2019)
  • 著者名/発表者名: Namba H, Kawasaki M, Iiyama T, Ikeuchi M, Miyamura M, Doi S, Udaka K
  • 学会等名: 第23回日本がん免疫学会総会
• [学会発表] A phase I clinical study of WT1 immunotherapy against myelodysplastic syndrome. (2019)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi A, Takeuchi A, Ikezoe T, Kojima K, Yokoyama A, Miyamura M, Shun Doi, Keiko Udaka
  • 学会等名: 第23回日本がん免疫学会総会
• [学会発表] 初発悪性神経膠腫に対するＷＴ1-W10免疫療法 (2019)
  • 著者名/発表者名: 川西 裕、宇高恵子、土肥 俊、八幡俊男、中居永一、福田 仁、福井直樹、上羽哲也
  • 学会等名: 第23回日本がん免疫学会総会
• [学会発表] ペプチターゼ耐性ペプチドを用いたMHC class II結合性ペプチドの特異性解析と自動予測 「ネオ・セルフ」：T細胞/B細胞を活性化する新しい自己（シンポジウム） (2019)
  • 著者名/発表者名: 宇高恵子
  • 学会等名: 第９２回日本生化学会大会
• [学会発表] CTL lines specific for a wild type tumor antigen exert tumor regulatory activity in vivo. A combination immunotherapy with an androgen antagonist and peptide induces effective anti-tumor responses. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kasai M, Komatsu T, Sakaguti N, Kishi H, Udaka K
  • 学会等名: 第48回日本免疫学会
• [学会発表] Construction of a computational platform to predict HLA-A*11:01 binding peptides. (2019)
  • 著者名/発表者名: Udaka K, Komatsu T, Shimizu T
  • 学会等名: 第48回日本免疫学会
• [学会発表] Combination of anti-IL-6 and anti-PD-L1 antibodies synergistically reinvigorates a potent cancer immunity by activating both CTL and Th1 cells in mice. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Y, Fujieda K, Miyashita A, Fukushima S, Ikeda T, Kubo Y, Senju S, Ihn H, Oshiumi H, Tsukamoto H
  • 学会等名: The American Association for Cancer Research (AACR) Annual Meeting 2019
  • 国際学会
• [学会発表] 臨床応用をめざしたHLAの機能解析(学会賞受賞講演) (2019)
  • 著者名/発表者名: 西村泰治
  • 学会等名: 第28回日本組織適合性学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] 将来、HLAでがんを克服？（市民公開講座） (2019)
  • 著者名/発表者名: 西村泰治
  • 学会等名: 第28回日本組織適合性学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] がんの抗PD-1抗体療法との併用に有効なマウスMHC結合性ネオ抗原ペプチドワクチンの開発 (2019)
  • 著者名/発表者名: 上田翔平、入江厚、千住覚、江藤正俊、西村泰治
  • 学会等名: 第28回日本組織適合性学会大会
• [学会発表] Combination immunotherapy for advanced and chemoresistant mouse bladder cancer using peptide vaccines and PD-1 blockade. (2019)
  • 著者名/発表者名: 上田翔平、入江厚、千住覚、江藤正俊、西村泰治
  • 学会等名: 第23回日本がん免疫学会総会
• [学会発表] 悪性黒色腫に対する4-1BBリガンド導入iPS細胞由来ミエロイドラインを用いた免疫療法 (2019)
  • 著者名/発表者名: 栗山春香、福島聡、木村俊寛、石橋卓行、 門久美菜、久保陽介、中原智史、宮下 梓、猪爪隆史、塚本博丈、Rong Zhang、植村靖史、千住覚、西村泰治、尹浩信
  • 学会等名: 第23回日本がん免疫学会総会
• [学会発表] Tumor-associated peptides vaccine enhances anti-tumor effect of PD-1 blockade in mouse chemoresistant bladder cancer. (2019)
  • 著者名/発表者名: 上田翔平、入江厚、千住覚、江藤正俊、西村泰治
  • 学会等名: 第78回日本癌学会学術総会
• [図書] 実験医学2019年9月号 (2019)
  • 著者名/発表者名: 荒瀬 尚、西村泰治、他
  • 総ページ数: 147
  • 出版者: 羊土社
  • ISBN: 978-4-7581-2523-9
• [図書] がん免疫療法の個別化を支える新・腫瘍免疫学 (2019)
  • 著者名/発表者名: 河上 裕、西村泰治、他
  • 総ページ数: 267
  • 出版者: 羊土社
  • ISBN: 978-4-7581-0381-7