転移性腫瘍におけるトリプトファン代謝酵素制御による新規免疫療法の確立と病態解析

2017 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 17K15785
• 研究機関: 藤田保健衛生大学
• 研究代表者: 星 雅人 藤田保健衛生大学, 医療科学部, 講師 (40633996)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: KMO / 3-hydroxykynurenine / Ro61-8048 / KAT

研究実績の概要

１．B16F10腫瘍細胞をマウスに尾静脈投与し、肺転移モデルを作製した。前実験の結果より、IDO1KOマウスおよびIDO1阻害剤投与マウスでは、野生型マウスと比較して有意に肺/体重比が減少することを明らかにした。
２．肺転移モデルマウスから、肺臓を摘出し、mRNAの抽出および病理組織学的検索を実施した。腫瘍細胞および腫瘍周囲の免疫細胞で、IDO1、KMOおよびKATが高発現していることを定量的PCR法および免疫組織化学染色により確認した。
３．腫瘍細胞の増殖とトリプトファン代謝の役割を明らかにするために、キヌレニンを３－ヒドロキシキヌレニンに代謝する律速酵素であるKMOKOマウスを使用した。KMOKOマウスにB16F10腫瘍細胞を尾静脈投与し、肺転移モデルを作製したところ、野生型マウスと比較して有意に肺/体重比が減少していることを明らかにした。さらに、KMO特異的阻害剤であるRo61-8048を投与したところ、KMOKO同様に腫瘍の増殖抑制効果を明らかにした。すなわち、肺転移したB16F10細胞の抗腫瘍メカニズムに重要なトリプトファン代謝産物はキヌレニン、キヌレン酸およびアントラニール酸以外の代謝産物の阻害が重要と考えられた。
４．腫瘍投与後2週間で野生型マウスとKMOKOマウスから肺臓を摘出し、肺臓内のトリプトファン代謝産物量をHPLCを使用して解析した。KMOKOマウスでは、野生型マウスと比較して、有意にキヌレニン、キヌレン酸およびアントラニール酸が増加していた。一方で、３－ヒドロキシキヌレニン、3－ヒドロキシアントラニール酸が有意に減少していた。

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

本年度の研究計画として、WT、各種トリプトファン代謝関連酵素遺伝子欠損マウス（IDO1, IDO2, KMO, QPRT KO）及びこれらの酵素阻害剤投与マウスの比較実験を予定していた。具体的には、1）各種転移性腫瘍モデルの作製（B16, LLC, EL-4等）、2）血中・組織中の各種酵素発現及びトリプトファン代謝産物分析、3）IFN-γを中心とした各種サイトカイン量の経時的変化、4）病理組織学的所見、腫瘍量及び生存率の比較を主として明らかにすることを計画していた。1)～4)のほぼすべての実験が完了しており、おおむね計画通りに実験が進展している。

今後の研究の推進方策

前年度に続き、1）各種KOマウスにおけるトリプトファン代謝産物の有無によるNKT細胞及びCTL誘導効率の比較、2）トリプトファン代謝産物による腫瘍細胞増殖シグナル経路の制御機構の解析、3）副作用が少なく特異性の高い阻害剤の選択及び投与量、投与法の検討を実施する。上記課題を円滑に実施し、学術的価値の高い雑誌への投稿を目指す。

次年度使用額が生じた理由

（理由）当該年度に目標としていた学会で発表する予定であったが、実験結果が十分に出ていない状況であった。このため、次年度使用額が生じた。
（使用計画）次年度に生じた未使用額は、未達成であった学会等の経費に充てることにしたい。

研究成果

• [雑誌論文] Sake lees extract improves hepatic lipid accumulation in high fat diet-fed mice. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kubo H, Hoshi M, Matsumoto T, Irie M, Oura S, Tsutsumi H, Hata Y, Yamamoto Y, Saito K.
  • 雑誌名: Lipids Health Dis. 巻: 16(1) ページ: -
  • DOI: 10.1186/s12944-017-0501-y.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [産業財産権] Ｄ－サイクロセリンまたはその塩を含有するがん治療用組成物 (2018)
  • 発明者名: 星 雅人
  • 権利者名: 星 雅人
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2018-035509