ＨＬＡクラスＩ／ＩＩ分子結合ペプチド・結合モチーフの解析と免疫療法への応用

2013 年度 実績報告書

• 研究領域: 先端技術を駆使したＨＬＡ多型・進化・疾病に関する統合的研究
• 研究課題/領域番号: 22133005
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 西村 泰治 熊本大学, 大学院生命科学研究部, 教授 (10156119)
• 研究分担者: 入江 厚 熊本大学, 大学院生命科学研究部, 講師 (30250343)
• 研究期間 (年度): 2010-06-23 – 2015-03-31
• キーワード: HLAクラスI分子 / HLAクラスII分子 / がん抗原ペプチド / 細胞傷害性Ｔ細胞 / ヘルパーＴ細胞 / HLAトランスジェニックマウス / 腫瘍免疫 / がん免疫療法

研究概要

① CTLとTh細胞を同時に誘導する強い抗腫瘍活性を持つ癌抗原ペプチドの同定(西村)
cDNAマイクロアレイ解析により同定した新規癌精巣抗原であり、肺癌、膵臓癌、膀胱癌に高頻度に高発現するKIF20Aを研究対象とした。日本人で頻度が高いHLAクラスII分子に結合すると推定されたKIF20A　long peptide (LP)のうち、我々が同定したHLA-A2あるいはA24拘束性CTLを誘導するshort pepetide(SP)を内包し、かつTh1細胞を誘導できるLPを数種類同定した。LPのあるものはTh1細胞のみならず樹状細胞による交差抗原提示によりCTLをも活性化し、さらにSP単独と比較してCTL誘導能が高かった。さらに全く別の3種類のがん抗原SPの免疫療法を受けた口腔癌患者において、免疫療法後にKIF20A LP特異的Th細胞の免疫応答の有意な増強が観察された。
② HLA-DR4 transgenic mouse (Tgm)を利用したHLA-DR4拘束性マウスＴ細胞応答系の確立とHLA-DR4 Tgmに発生する大腸炎の解析 (西村、入江）
昨年度に日本人の約26％が所有するHLA-DR4 を発現するTgmを樹立した。今年度はHLA-DR4に結合すると推定される新規癌抗原ペプチドをこれらのマウスに免疫してHLA-DR4拘束性Th細胞を誘導できるものを同定した。また第3染色体にHLA-DR4が組み込まれたTgmのホモ接合体マウスが15週ごろより下痢と著明な体重減少を伴う大腸炎を自然発症することを見出した。大腸炎を発症したTgmでは、末梢血中のＴ・Ｂ細胞の著減、胸腺および脾臓の白脾髄の消失、大腸パイエル板の著減が観察された。また大腸粘膜固有層には多数の浸潤細胞、および抗HLA-DR抗体による強染色が認められた。

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

KIF20Aは、多様な癌組織と胎生期の組織を含む24種類の正常臓器を対象とした、ゲノムワイドcDNAマイクロアレイ解析により、新規に同定した癌精巣抗原であり、肺癌、膵臓癌および膀胱癌の、ほぼ全例において高発現している。研究は予想以上に順調に遂行されており、肺癌、膵臓癌、膀胱癌ほかの多様な癌患者に、CTLのみならずCTLの誘導と記憶を促進するTh1細胞をも活性化できる、免疫療法に応用可能なKIF20A由来のLong peptidesを複数同定できた。また進行口腔癌患者を対象として、医師主導臨床研究として実施された、KIF20A short peptideを含まない3種類の新規癌抗原由来のSP免疫療法の第I/II相試験では、その安全性が確認され、約２０％の患者でOverall survivalの延長が観察された。このようなペプチド免疫療法を受けた癌患者において、癌細胞がKIF20Aを発現している患者では、免疫療法後にKIF20A由来のLPに反応するTh1細胞の増加が観察された点は、非常に興味ある観察である。おそらく癌抗原SPワクチンで誘導されたCTLが癌細胞を破壊し、癌細胞から放出されたKIF20Aが樹状細胞により処理され、Th1細胞に抗原提示し、これを感作して活性化したものと想定される。今後、Th1細胞の存在の有無と患者の予後との関連について、解析することは重要な研究課題であると共に、CTLのみならずTh1細胞をも活性化する癌抗原LPワクチン療法の有用性が期待できる。
HLA-DR4 Tgmにおける炎症性大腸疾患および種々の免疫異常の発症原因の解明については、transgeneによる遺伝子標的破壊の可能性と、過剰発現しているHLA-DR4遺伝子の免疫系に及ぼす影響の二つの可能性を考慮して、今後とも精力的に検討し炎症性大腸疾患の病因解明に資する研究成果の獲得を目指す。

今後の研究の推進方策

① CTLとTh細胞を同時に誘導し、強い抗腫瘍活性を惹起する癌抗原ペプチドの同定(西村)
従来の研究に加えて、肝細胞癌あるいは膀胱癌に高発現する新規の癌胎児性あるいは癌精巣抗原である、Glypican-3, DEPDC1およびMPHOSHP1を解析対象とする。日本人で頻度が高いHLAクラスII分子に結合する癌抗原ペプチドのうち、我々が同定したHLA-A2あるいはA24により提示され、癌細胞を傷害するCTLを誘導しうるshort peptide (SP)を内包し、かつTh1細胞を誘導できるlong peptide (LP)を数種類合成する。これらのLPの中から、ヒトT細胞のin vitro培養系ならびにHLA-DR4 Tgmのin vivo免疫応答系を利用してTh1細胞のみならず、樹状細胞によるcross-presentationによりCTLをも活性化できるものを探索する。さらにSP単独よりも抗腫瘍活性が強いLPを多数検索し、腫瘍特異的なTh1細胞とCTLを同時に効率よく誘導する、理想的ながんペプチドワクチンを同定する。また健康人のみならず当該癌患者の末梢血中に、ペプチド特異的T細胞が存在するか検討する。
② HLA-DR4-Tgmが自然発症する大腸炎と免疫異常の解析 (入江）
TgmのゲノムへのTransgenesの挿入による、遺伝子破壊が異常な表現型の発現の原因である可能性を検討する。このためにCRISPRシステムを利用して、上記の遺伝子領域を標的破壊したC57BL/6マウスを作成し、これがHLA-DR4 Tgmと同様の表現型を示すか否か検討する。さらに大腸炎の発症原因を、骨髄移植実験、MHCクラスIIやRag2の欠損マウスとの交配、腸管やリンパ組織の病理学的解析により解明する。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of immunogenic LY6K long peptide encompassing both CD4+ and CD8+ T-cell epitopes and eliciting CD4+ T-cell immunity in patients with malignant disease. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomita, Y., Yuno, A., Tsukamoto, H., Senju, S., Kuroda, Y., Hirayama, M., Imamura, Y., Yatsuda, J., Sayem, M. A., Irie, A., Hamada A., Jono, H., Yoshida, K., Tsunoda, T, Daigo, Y., Kohrogi, H., Yoshitake, Y., Nakamura,Y., Shinohara, M. and Nishimura, Y.
  • 雑誌名: OncoImmunology 巻: 3 ページ: e28100
  • DOI: 10.4161/onci.28100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of independent susceptible and protective HLA alleles in Japanese autoimmune thyroid disease and their epistasis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ueda, S.*, Oryoji, D.*, Yamamoto K.*, Noh, J.Y., Okamura, K., Noda, M., Kashiwase, K., Kosuga, Y., Sekiya, K., Inoue, K., Yamada, H., Oyamada, A., Nishimura, Y., Yoshikai, Y., Ito, K., and Sasazuki, T. (*equal contribution)
  • 雑誌名: J.Clin Endocrinol Metab. 巻: 99 ページ: e379-383
  • DOI: 10.1210/jc.2013-2841.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction and molecular characterization of a T-cell receptor-like antibody and CAR-T cells specific for minor histocompatibility antigen HA-1H. (2014)
  • 著者名/発表者名: Inaguma, Y., Akahori, Y., Murayama,Y., Shiraishi, K., Tsuzuki-Iba, S., Endoh, A., Tsujikawa, J., Demachi-Okamura, A., Hiramatsu, K., Saji, H., Yamamoto, Y., Yamamoto, N., Nishimura, Y., Takahashi, T., Kuzushima, K., Emi, N., and Akatsuka, Y.
  • 雑誌名: Gene Therapy 巻: 3 ページ: e1-10
  • DOI: 10.1038/gt.2014.30
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of HLA-A2 or HLA-A24-restricted CTL epitopes for potential HSP105-targeted immunotherapy in colorectal cancer. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sawada, Y., Komori, H., Tsunoda1, Y., Shimomura, M., Takahashi, M., Baba, H., Ito, M., Saito, N., Kuwano, H., Endo, I., Nishimura, Y. and Nakatsura, T.
  • 雑誌名: Oncology Reports 巻: 31 ページ: 1051-1058
  • DOI: 10.3892/or.2013.2941.
  • 査読あり
• [雑誌論文] CTLとTh1細胞を同時に活性化できるがん抗原ペプチドワクチン療法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 湯野晃、冨田雄介、西村泰治
  • 雑誌名: がん分子標的治療 巻: 12 ページ: 65-70
• [雑誌論文] Identification of promiscuous KIF20A long peptides bearing both CD4+ and CD8+ T-cell epitopes: KIF20A-specific CD4+ T-cell immunity in patients with malignant tumor. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomita, Y.*, Yuno, A.*, Tsukamoto, H., Senju, S., Kuroda, Y., Hirayama, M., Irie, A., Kawahara, K., Yatsuda, J., Hamada, A., Jono, H., Yoshida, K., Tsunoda, T., Kohrogi, H., Yoshitake, Y., Nakamura, Y., Shinohara, M. and Nishimura, Y. (*equal contribution)
  • 雑誌名: Clin. Cancer Res 巻: 19 ページ: 4508-4520
  • DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-13-0197.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Myeloid-derived suppressor cells attenuate Th1 development through IL-6 during tumor progression. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsukamoto, H., Nishikata, R., Senju, S. and Nishimura, Y.
  • 雑誌名: Cancer. Immunol. Res. 巻: 1 ページ: 64-76
  • DOI: 10.1158/2326-6066.CIR-13-0030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long peptides-based cancer immunotherapy targeting both tumor antigen-specific CD4+ and CD8+ T cells through cross-presentation. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomita, Y., and Nishimura, Y.
  • 雑誌名: OncoImmunology 巻: 2 ページ: e25801-25803
  • DOI: 10.4161/onci.25801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of HLA-DR4 transgenic mice for the identification of CD4+ T cell epitopes of tumor-associated antigens. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yatsuda, J.*, Irie, A.*, Harada, K., Michibata, Y., Tsukamoto, H., Senju, S., Tomita, Y., Yuno, A., Hirayama, M., Sayem, M. A., Takeda, N., Shibuya, I., Sogo, S., Fujiki, F., Sugiyama, H., Eto, M. and Nishimura, Y. (*equal contribution)
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 8 ページ: e84908
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0084908
  • 査読あり
• [雑誌論文] cDNAマイクロアレイ解析とHALトランスジェニックマウスを利用した理想的な腫瘍抗原ペプチドワクチン療法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨田雄介、西村泰治
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 244 ページ: 785-793
• [雑誌論文] ＨＬＡ多型を考慮したがん免疫療法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 千住覚、冨田雄介、入江厚、西村泰治
  • 雑誌名: 血液フロンティア 巻: 23 ページ: 1081-1089
• [雑誌論文] Ｔ細胞を介した抗腫瘍免疫応答 (2013)
  • 著者名/発表者名: 塚本博丈、西村泰治
  • 雑誌名: 実験医学＜増刊＞ 巻: 31 ページ: 1856-1863
• [学会発表] Identification of a promiscuous KIF-20A derived CD4+ T cell epitope that can induce CTLs both in vitro and in vivo. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirayama, M., Tomita, Y., Yuno, A., Tsukamoto, H., Senju, S., Yoshitake, Y., Fukuma, D., Hamada, A., Jono, H., Tsunoda, T., Nakamura, Y., Shinohara, M., and Nishimura, Y.
  • 学会等名: 第42回日本免疫学会学術集会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 20131211-20131213
• [学会発表] Novel HLA-DR4 transgenic mice that spontaneously develop colitis with serious defects in lymphoid organs. (2013)
  • 著者名/発表者名: Irie, A., Yatsuda, J., Michibata, Y., Kubo T., Imamura, T., Takeda, N., Eto, M., Shibuya, I., Sogo, S., and Nishimura, Y.
  • 学会等名: 第42回日本免疫学会学術集会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 20131211-20131213
• [学会発表] 新規癌精巣抗原KIF-20A由来のCTL誘導活性を有するTh1細胞エピトープの同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 湯野晃、冨田雄介、塚本博丈、黒田泰弘、平山真敏、福間大喜、吉武義泰、千住覚、角田卓也、醍醐弥太郎、中村祐輔、篠原正徳、西村泰治
  • 学会等名: 第72回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 20131003-20131005
• [学会発表] 腫瘍関連抗原のCD4+ T細胞エピトープの同定に利用可能なHLA-DR4トランスジェニックマウスの樹立 (2013)
  • 著者名/発表者名: 矢津田旬二、入江厚、湯野晃、冨田雄介、塚本博丈、千住覚、竹田直樹、澁谷功、十河真司、藤木文博、杉山治夫、江藤正俊、西村泰治
  • 学会等名: 第72回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 20131003-20131005
• [学会発表] 癌胎児性抗原IMP-3由来のCTLとTh1細胞の誘導活性を併せ持つ単一癌抗原ペプチドの同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平山真敏、冨田雄介、湯野晃、塚本博丈、千住覚、吉武義泰、福間大喜、濱田哲暢、城野博史、角田卓也、中村祐輔、篠原正徳、西村泰治
  • 学会等名: 第72回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 20131003-20131005
• [学会発表] Characterization of T cell repertoire using next generation DNA sequencer. (2013)
  • 著者名/発表者名: Poh Yin Yew, Rui Yamaguchi, Yasuharu Nishimura, Satoru Miyano, Yusuke Nakamura
  • 学会等名: 第72回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 20131003-20131005
• [学会発表] Th1/CTLエピトープが共存する新規CT抗原ペプチドの同定とCTL誘導ペプチド接種患者における特異的Th細胞の増加 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西村泰治、冨田雄介、湯野晃、塚本博丈、千住覚、入江厚、黒田泰弘、濱田哲暢、吉田浩二、角田卓也、吉武義泰、中村祐輔、篠原正徳
  • 学会等名: 第72回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 20131003-20131005
• [学会発表] リンパ組織の重度不全と炎症性大腸炎を自然発症するHLA-DR4トランスジェニックマウスの解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 入江厚、矢津田旬二、道端弥生、久保多津子、今村隆寿、竹田直樹、江藤正俊、澁谷功、十河真司、西村泰治
  • 学会等名: 第22回日本組織適合性学会大会
  • 発表場所: コラッセふくしま
  • 年月日: 20130914-20130916
• [学会発表] Tumor-associated antigen-specific CD4+ T-cell immunity augmented by CTL-epitopes vaccination in patients. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomita, Y., Yuno, A., Tsukamoto, H., Yoshitake, Y., Tsunoda, T., Nakamura, Y., Shinohara, M., Nishimura, Y.
  • 学会等名: 15th International Congress of Immunology
  • 発表場所: MiCo Milano Congressi （イタリア）
  • 年月日: 20130822-20130827
• [学会発表] Novel HLA-DR transgenic mice that spontaneously develop colitis with serious defects in lymphoid organs. (2013)
  • 著者名/発表者名: Irie, A., Yatsuda, J., Michibata, Y., Kubo, T., Imamura, T., Takeda, N., Shibuya, I., Sogo, S., Nishimura, Y.
  • 学会等名: 15th International Congress of Immunology
  • 発表場所: MiCo Milano Congressi （イタリア）
  • 年月日: 20130822-20130827
• [学会発表] 新規癌精巣抗原KIF-20A由来のCTL誘導活性を有するTh1細胞エピトープの同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 湯野晃、冨田雄介、塚本博丈、黒田泰弘、千住覚、吉武義泰、角田卓也、中村祐輔、篠原正徳、西村泰治
  • 学会等名: 第17回日本がん免疫学会総会
  • 発表場所: ANAクラウンプラザホテル宇部
  • 年月日: 20130703-20130705
• [学会発表] 癌胎児性抗原IMP-3由来のCTLとTh1細胞の誘導活性を併せ持つ単一癌抗原ペプチドの同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平山真敏、冨田雄介、湯野晃、塚本博丈、千住覚、吉武義泰、角田卓也、中村祐輔、篠原正徳、西村泰治
  • 学会等名: 第17回日本がん免疫学会総会
  • 発表場所: ANAクラウンプラザホテル宇部
  • 年月日: 20130703-20130705
• [学会発表] 腫瘍関連抗原のCD4+T細胞エピトープの同定に利用可能なHLA-DR4トランスジェニックマウスの樹立 (2013)
  • 著者名/発表者名: 矢津田旬二、入江厚、塚本博丈、千住覚、澁谷功、十河真司、藤木文博、杉山治夫、江藤正俊、西村泰治
  • 学会等名: 第17回日本がん免疫学会総会
  • 発表場所: ANAクラウンプラザホテル宇部
  • 年月日: 20130703-20130705
• [学会発表] Novel HLA-DR4 transgenic mice that spontaneously develop colitis with serious defects in lymphoid organs. (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Irie
  • 学会等名: Kyoto T Cell Conference The 6th International Workshop
  • 発表場所: 京都大学 芝蘭会館
  • 年月日: 20130603-20130607
• [学会発表] Cancer testis antigens-specific CD4+ T-cell immunity augmented by CTL-epitopes vaccination in cancer patients. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomita, Y., Yuno, A., Yoshitake, Y., Tsukamoto, H., Irie, A., Senju, S., Yoshida, K., Tsunoda, T., Nakamura, Y., Shinohara, M., Nishimura, Y.
  • 学会等名: AACR (American Association for Cancer Research) Annual Meeting 2013
  • 発表場所: Walter E. Washington Convention Center（アメリカ合衆国）
  • 年月日: 20130406-20130410
• [備考] 熊本大学大学院生命科学研究部 免疫識別学分野
  • URL: http://www.immgenet.jp/
• [産業財産権] KIF20A EPITOPE PEPTIDES FOR TH1 CELLS AND VACCINES CONTAINING THE SAME (2013)
  • 発明者名: 西村泰治、冨田雄介、大沢龍司
  • 権利者名: オンコセラピー・サイエンス株式会社
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2013/004248
  • 出願年月日: 2013-07-09
  • 外国