悪性黒色腫における免疫編集の役割とその治療標的化の研究

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 18K08276
• 研究機関: 埼玉医科大学
• 研究代表者: 村上 孝 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (00326852)
• 研究分担者: 堀内 大 埼玉医科大学, 医学部, 講師 (30608906)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: メラノーマ / 腫瘍免疫 / 細胞死 / 細菌

研究実績の概要

悪性黒色腫（メラノーマ）は免疫原性を持つ一方、その進展過程で特異な免疫逃避能とともに様々な治療に対する抵抗性を獲得する。特に腫瘍排除に至らなかった免疫活性化は、免疫編集の結果、腫瘍に免疫逃避能を付与し（抗腫瘍免疫反応の「負の側面」）、腫瘍内の間質形成や浸潤・転移を促進することが考えられる。当該年度では、メラノーマ自然発症モデルとなるBRaf(CA)Pten(loxP)Tyr::CreERT2マウスを用いた。当該マウスの耳介局所に腫瘍誘導のため、タモキシフェンを塗布したところ、４週間ほどで塗布部位の色素斑形成の後、造腫瘍性を獲得した。さらに腫瘍形成部位の病理組織学的検討を行なったところ、異型性を伴う大型メラノサイトの増殖と単核球細胞の浸潤が観察された。また腫瘍内浸潤リンパ球のFACS解析では、顎下リンパ節と比較してメラノーマ抗原gp100（テトラマー）に反応するCD8陽性T細胞の割合が増加していた。これらの結果は、当該マウスモデルはメラノーマ発生の初期過程から造腫瘍性に至る免疫編集と腫瘍内免疫・微小環境を解析する有用な系となりうると考えられた。一方、進展したメラノーマでは腫瘍内環境が嫌気性に偏移することから、嫌気性集積を特徴とする（蛍光標識）細菌ベクターによる嫌気性腫瘍微小環境修飾について検討を開始した。B16F10メラノーマ細胞に対する細菌ベクターの感染条件をin vitroで検討し、感染B16F10細胞に特徴的な細胞死が誘導されることを見出した。現在、この新規細菌ベクターによるによるメラノーマ腫瘍内環境変化の特徴について解析を進めている。

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

メラノーマ自然発症モデルマウスを自家繁殖する一方、３遺伝子型混合型個体の安定した産出に苦慮している（主に親マウスに夜新生仔マウスの食殺）。当該年度では造腫瘍性に伴う腫瘍内微小環境の嫌気性条件に注目し、新たに細菌を用いたベクターシステムによる腫瘍変化を検討した。その結果、細菌ベクターの腫瘍細胞への高い感染条件を見出すことに成功し、併せて感染腫瘍細胞には特徴的な細胞死が誘導されることが判明した。この結果は本研究が目指す宿主免疫応答と免疫逃避の分岐点を見極める新しいツールになるとともに、新規腫瘍治療の開発において重要な知見であると考えられる。

今後の研究の推進方策

新規に導入した細菌ベクター感染とメラノーマ細胞の特徴的な細胞死を見出した。腫瘍細胞における特徴的な遺伝子発現やサイトカイン産生の変化など、in vitroからin vivoにわたる多角的な解析を実施し、細菌ベクターによる腫瘍内微小環境修飾と免疫編集における役割について検討を進める。特に、この細胞死に対する宿主免疫細胞の応答様式を明らかにするため、ベクター感染腫瘍細胞と宿主免疫細胞を用いた各種in vitro免疫アッセイ、マウス移植腫瘍モデルを利用したin vivo実験を優先したい。

次年度使用額が生じた理由

メラノーマ自然発症モデルマウスの繁殖に苦慮していたため、当該モデルを用いた免疫応答の検討が計画通りに進まず、関連試薬・消耗品などの支出が抑えられていた。次年度はベクター細菌感染が誘導する細胞死と、この細胞死によって誘導される免疫反応の解析に用いる試薬類及びin vivo実験に供する実験動物費用、成果発表費用などで、全額執行したい。

研究成果

• [雑誌論文] An Efficient Photodynamic Therapy Treatment for Human Pancreatic Adenocarcinoma. (2020)
  • 著者名/発表者名: Quilbe A, Morales O, Baydoun M, Kumar A, Mustapha R, Murakami T, Leroux B, de Schutter C, Thecua E, Ziane L, Colombeau L, Frochot C, Mordon S, Delhem N.
  • 雑誌名: J Clin Med. 巻: 9(1) ページ: E192 (1-13)
  • DOI: 10.3390/jcm9010192.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] An In Vivo Mouse Model of Pelvic Recurrence of Human Colorectal Cancer. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto M, Masubuchi S, Taniguchi K, Tominaga T, Inomata Y, Miyamoto A, Ishizuka T-A, Murakami T, Osumi W, Hamamoto H, Tanaka K, Okuda J, Uchiyama K.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 9(1) ページ: 19630
  • DOI: 10.1038/s41598-019-56152-0.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Establishment and characterization of a novel neuroendocrine carcinoma cell line derived from a human ascending colon tumor. (2019)
  • 著者名/発表者名: Shinji S, Sasaki N, Yamada T, Koizumi M, Matsuda A, Ohta R, Yokoyama Y, Takahashi G, Hotta M, Hara K, Takeda K, Ueda K, Kuriyama S, Ishiwata T, Murakami T, Ueda Y, Kanazawa Y, Yoshida H.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 110(12) ページ: 3708-3717
  • DOI: 10.1111/cas.14221.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impact of Different Selectivity between Soluble and Membrane-bound Forms of Carcinoembryonic Antigen (CEA) on the Target-mediated Disposition of Anti-CEA Monoclonal Antibodies. (2019)
  • 著者名/発表者名: Iwano J, Shinmi D, Masuda K, Murakami T, Enokizono J.
  • 雑誌名: Drug Metab Dispos. 巻: 47 (11) ページ: 1240-1246
  • DOI: 10.1124/dmd.119.088179
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Al18F-labeled alpha-melanocyte-stimulating hormone (α-MSH) peptide derivative for the early detection of melanoma. (2019)
  • 著者名/発表者名: Palangka CRAP, Hanaoka H, Yamaguchi A, Murakami T, Tsushima Y.
  • 雑誌名: Ann Nucl Med. 巻: 33(10) ページ: 733-739
  • DOI: 10.1007/s12149-019-01383-4.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Critical role of the MCAM-ETV4 axis triggered by extracellular S100A8/A9 in breast cancer aggressiveness. (2019)
  • 著者名/発表者名: Chen Y, Sumardika IW, Tomonobu N, Kinoshita R, Inoue Y, Iioka H, Mitsui Y, Saito K, Ruma IMW, Sato H, Yamauchi A, Murata H, Yamamoto KI, Tomida S, Shien K, Yamamoto H, Soh J, Futami J, Kubo M, Putranto EW, Murakami T, Liu M, Hibino T, Nishibori M, Kondo E, Toyooka S, Sakaguchi M.
  • 雑誌名: Neoplasia. 巻: 21(7) ページ: 627-640
  • DOI: 10.1016/j.neo.2019.04.006.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Biodistribution/Biostability Assessment of siRNA after Intravenous and Intratracheal Administration to Mice, Based on Comprehensive Analysis of In Vivo/Ex Vivo/Polyacrylamide Gel Electrophoresis Fluorescence Imaging. (2019)
  • 著者名/発表者名: Okuda T, Toyoda Y, Murakami T, Okamoto H.
  • 雑誌名: Int J Pharm. 巻: 565 ページ: 294-305
  • DOI: 10.1016/j.ijpharm.2019.05.016.
• [学会発表] Inhibition of Hepatocyte Growth Factor (HGF) Signalling Pathway in Combination With Chemotherapy Reduces Tumour Burden in an Orthotopic Model of Advanced Pancreatic Cancer. (2019)
  • 著者名/発表者名: Xu Z, Pang T, Pothula S, Mekapogu A, Perera C, Murakami T, Goldstein D, Pirola R, Wilson J, Apte M.
  • 学会等名: The 50th Annual Meeting of American Pancreatic Association. Grand Wailea, Maui, Hawaii, USA, Nov 6-9, 2019.
  • 国際学会
• [学会発表] Inhibition of Hepatocyte Growth Factor (HGF) Signalling Pathway in Combination With Chemotherapy Reduces Tumour Burden in an Orthotopic Model of Advanced Pancreatic Cancer. (2019)
  • 著者名/発表者名: Xu Z, Pang T, Pothula S, Mekapogu A, Perera C, Murakami T, Goldstein D, Pirola R, Wilson J, Apte M.
  • 学会等名: Australian Gastroenterology Week 2019 (the Gastroenterological Society of Australia) Adelaide Convention Centre, Adelaide, SA, Australia. Sept 8-10, 2019.
  • 国際学会
• [学会発表] Mobilization of multi-functional tumor infiltrating lymphocytes following co-administration of anti-PD-1/PD-L1 antibodies in a murine neuroblasoma model. (2019)
  • 著者名/発表者名: Inoue S, Horiuchi Y, Setoyama Y, Takeuchi Y, Beck Y, Murakami T, Odaka A.
  • 学会等名: International Society of Pediatric Oncology (SIOP 2019). Lyon, France. Oct 23-26, 2019.
  • 国際学会
• [学会発表] PD-L1陰性神経芽細胞腫に対する免疫チェックポイント遮断による腫瘍浸潤リンパ球の抗腫瘍免疫誘導メカニズム. (2019)
  • 著者名/発表者名: 井上成一朗、堀内 大、竹内優太、瀬戸山由美子、別宮好文、村上 孝、小高明雄.
  • 学会等名: 第56回日本小児外科学会学術集会. 久留米（久留米シティプラザ）