| 研究課題/領域番号 |
19K16881
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
但馬 正樹 京都大学, 医学研究科, 助教 (50815032)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | IL-10 / Dectin-1 / グルタミン代謝 / 免疫チェックポイント阻害 / 免疫関連副作用 |
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| 研究実績の概要 |
当該年度において、申請者はDectin-1シグナルによって誘導されるIL-10高産生性T細胞（Tr2細胞）が、グルタミン代謝によって生成されるa-ケトグルタル酸がIL-10 の転写活性を誘導するシグナルを増強していることを明らかにした。前年度までの解析で、Tr2細胞においてmTORシグナルが、IL-10産生を誘導する転写因子C/EBPbの発現を制御していることを明らかにしてきた。しかしながら、このmTORシグナルを増強する上流のシグナルが何であるかはまだ不明であったから、本年、液体クロマトグラフィー・質量分析法を用いたTr2細胞のメタボローム解析を行った。これにより得られた代謝プロファイルをもとに活性化している代謝経路の検討を行なったところ、Tr2細胞でグルタミン酸代謝が亢進していることが明らかになった。グルタミン酸代謝は、グルタミンが細胞内に取り込まれたのちにグルタミン酸、a-ケトグルタル酸に変換される一連の代謝反応である。a-ケトグルタル酸はTCAサイクルの中間代謝物の一部として機能している一方、リソソームの膜上でmTORシグナルを誘導することも報告されていることから、これがTr2細胞の誘導メカニズムの一部を担っている可能性が考えられた。これを明らかにするために、グルタミン代謝を担う酵素であるGlutaminaseを阻害するとC/EBPbの発現パターンを変化させてIL-10産生が抑制されたことから、グルタミン代謝系の関与を明らかにすることができた。実際にa-ケトグルタル酸がどれほど強くTr2細胞の誘導に関与するかを明らかにするために、細胞膜透過性をもつa-ケトグルタル酸アナログを培養に加えると高効率にIL-10産生を誘導できることから、グルタミン代謝がTr2細胞が産生するIL-10の誘導メカニズムの中枢を担っていることが証明された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
前年度までに、Dectin-1 シグナルを誘導することにより、NODマウスを用いた1型糖尿病モデルにおいてその病態を強く抑制できることが明らかにしてきた。Dectin-1は真菌の細胞壁を構成する糖鎖を認識する受容体であるが、これをターゲットとした臨床応用を見据えると、Dectin-1の下流でどのようなシグナルが誘導されるかを明らかにすることは、より多くの創薬ターゲットの創出につながると考えられる。今回、液体クロマトグラフィー・質量分析法を用いた代謝産物の定量を行い、それを元に代謝経路スクリーニングを試みたところグルタミン代謝によって生成されるa-ケトグルタル酸がTr2 細胞におけるIL-10産生誘導メカニズムの中枢を担っていることを明らかにすることができた。これを裏付けるために、Tr2細胞においてグルタミン代謝系を薬剤で阻害したところ、IL-10の転写活性能を有するC/EBPbの発現パターンの変化を伴ったIL-10産生抑制を確認できた。このことは、グルタミン代謝系、およびその下流にあるmTOR シグナリングおよびC/EBPb 発現パターンと合わせ、炎症の際に免疫抑制を付与するためのターゲットになりうるかどうか、１型糖尿病モデルなどを用いて評価することが可能となった。さらに、このNODマウスを用いた1型糖尿病モデルはPD-1 シグナルを阻害することによって誘導できることから、免疫チェックポイント阻害による免疫関連副作用のモデルとしても有用である。これらのことから、前年までに作成したNODマウス接腫可能な癌細胞ラインを用いて、抗腫瘍効果を担保しながら免疫関連副作用の発症を抑制する方法論の確立を目指すのに必要なツールを揃えることができたと考えられる。このことからプロジェクトの進捗としては概ね順調に進展していると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
当該年度は細胞内シグナリングがどのようにTr2細胞誘導に関与しているのか、そのメカニズム解明のために多くのエフォートを割いた。同時に、1型糖尿病を自然発症するNODマウスを用いて、がん免疫療法における大きなリスクとなっている免疫関連副作用の側面を反映させるような病態発症モデルの確立もすでに完了させている。現在はNODマウスに接腫する複数の癌細胞ラインについて腫瘍増殖能の検討および免疫チェックポイント阻害の感受性の検討などを行っており、それぞれの癌種の形質についてより詳細な評価を行っている。これら癌種の中で、抗原性の高いものは免疫チェックポイント阻害による感受性は高いと考えられ、PD-1/PD-L1 ブロッキング抗体投与によって腫瘤の退縮されると想定されるが、逆に抗原性の低いものは抗体投与を行なっても癌の増殖を止められないことが予想される。今後はこのようにさまざまな形質を有する癌細胞ラインにおいて、免疫チェックポイント阻害とそれに伴って発症する１型糖尿病との相関性を検討していく。また、さまざまな担癌マウスにおいてTr2細胞を生体内で誘導した際の、抗腫瘍効果および免疫関連副作用発症にどのような影響を及ぼすかを包括的に解析を進めていく予定である。このことにより、どのような性質を有する癌種に対して免疫チェックポイント阻害を施した場合に、Tr2細胞による免疫関連副作用の抑制を期待できるかの情報を集めることができ、さらに臨床応用に向けた発展性を見据えて本プロジェクトの最終年度に向けた足掛かりにしていく予定である。
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