研究課題
T細胞移入療法は極めて有用ながん治療法であるが、活性化されたT細胞は持続的な刺激を受けて疲弊(Exhaustion)するため、免疫記憶を確立することが難しい。ステムセルメモリーT細胞(TSCM)は近年発見されたメモリーT細胞サブセットであり、生体内で強い増殖能力を示し、疲弊しにくいため、T細胞移入療法に最適なメモリーT細胞サブセットであると考えられている。当研究室では、活性化したヒトCD8+T細胞を、Notchリガンドを発現するフィーダー細胞と共培養することで、TSCM様細胞(iTSCM)へと誘導する方法を確立している。しかしながら、iTSCMの誘導機構については不明であった。そこで、iTSCMの性質を付与する遺伝子として、遺伝子解析によって絞り込んだ候補遺伝子FOXM1とiTSCMの代謝状態に着目し、iTSCMの誘導機構の解明を試みた。iTSCMでは他のT細胞サブセットに比べて、酸化的リン酸化の亢進やミトコンドリア新生の増加などの代謝的変化が認められた。次に、FOXM1の阻害剤は、iTSCM誘導やそれに伴う代謝的変化を抑制した。また、ヒトCD8+T細胞にNotch細胞内ドメインまたは、FOXM1を過剰発現することで、従来のフィーダー細胞によって誘導されたiTSCMの表現系や代謝的変化を再現できた。次に、CAR-T細胞を用いて、in vivoでの抗腫瘍効果の検討を行った。その結果、CAR-TをiTSCM化(CAR-iTSCM)することで、より強い抗腫瘍効果が得られることが明らかとなった。また、FOXM1の過剰発現誘導性のCAR-iTSCMは、フィーダー細胞誘導性のCAR-iTSCMと同様に強力な抗腫瘍効果を示した。これらの結果から、NOTCH-FOXM1シグナルは代謝リプログラミングを介して、強力な抗腫瘍活性を有するiTSCMへの誘導を可能にしていることが明らかとなった。
1: 当初の計画以上に進展している
当初の計画であった、FOXM1を中心とした分子機構や代謝状態とそのクロストークを調べることによって、iTSCMの誘導機構を解明することができた。さらに、採用年度２年目以降に計画していたiTSCMのフィーダー・フリー化の検討もすでに進行中である。また、がん治療モデルマウスを用いて抗腫瘍効果の検証を行うことで、がん細胞治療におけるiTSCMの有用性を確認することができた。以上のことより、本研究は当初の計画以上に進展していると考える。
採用年度１年目では、iTSCMの代謝状態や分子機構に着目し理解することで、iTSCMの誘導機構を解明することができた。これらの成果を基に、採用年度２年目では、hDLL1-Fcおよび各種増殖因子、リプログラムを促進することが報告されている薬剤などを網羅的に検索しヒトiTSCMのフィーダー・フリー誘導法を確立する。さらに、がん治療モデル実験を行い、フィーダー・フリーで誘導したヒトiTSCMの抗腫瘍効果を調べる予定である。
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