皮膚腫瘍免疫におけるインターフェロン誘導性遺伝子の解析とその制御法の開発

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K17353
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 金丸 央 熊本大学, 病院, 病院教員 (20823313)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 腫瘍免疫 / 免疫チェックポイント阻害薬 / 樹状細胞 / I型インターフェロン / サイトカイン / 悪性黒色腫 / 転写因子 / EGR1

研究実績の概要

免疫チェックポイント阻害薬（ICI）は免疫を活性化させることで悪性腫瘍を抑制することができ近年その有効性が注目されているが、その効果を最大限に引き出すためICIの腫瘍微小環境におけるメカニズムの解明が必要とされている。ICIの治療成績に影響を与える重要な因子としてI型インターフェロン(IFN)が報告されており、I型IFNは実際に予後不良の皮膚癌の一つである悪性黒色腫の治療に用いられる薬剤である。本研究はI型IFN誘導性遺伝子の役割に焦点を当て、これらの遺伝子に重要な影響を与える因子を探索し、その病態における機序を解明することで、診断・予後マーカーとしての可能性を探り、さらに治療応用についての可能性を検討することを目的とした。まず腫瘍由来の代謝産物X(論文投稿中のため未公開)に注目し解析を行い、XがI型IFN誘導性遺伝子の一部を抑制していることが分かった。さらにマウス腫瘍モデルにおいてXの投与下ではICIの抗腫瘍効果が減弱した。そこでXの腫瘍免疫における役割について、自然免疫を担う重要な細胞である樹状細胞を用いて解析を行ったところ、Xの濃度依存的に抗腫瘍効果を持つサイトカインIL-12bの産生が抑制された。次に遺伝子レベルで網羅的な解析を行い、Xが樹状細胞において転写因子EGR1を誘導していることが分かった。EGR1の発現についてヒトの悪性黒色腫の組織で検証を行ったところ病期ステージが進行するほど発現率が有意に上昇しており、腫瘍免疫において重要な役割を担っていることが示唆された。上記の内容について現在論文を投稿しており、査読者のコメントに従って追加実験を行い論文改訂中である。また別途、I型IFN誘導性遺伝子の一つである転写因子BATF2も浸潤悪性黒色腫で発現率が有意に上昇しており、重要な診断マーカーである可能性が分かった。本結果は2020年7月に論文として英文雑誌に発表した。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

腫瘍由来の代謝産物XとEGR1の樹状細胞におけるメカニズムについて、当初提出した計画では2022年末に論文投稿予定であったが、2021年初めに一定の解析が終了し、論文投稿できているため。

今後の研究の推進方策

腫瘍由来の代謝産物Xが樹状細胞において転写因子EGR1を誘導し、腫瘍免疫において重要な役割を担っている可能性が考えられたことから、EGR1ノックアウトマウスを用いてさらに解析を行っている。予備データよりEGR1ノックアウトマウスの皮下腫瘍モデルでは、野生型と比べて有意な腫瘍増大を認めなかったことから、投稿先ジャーナルの査読者より、樹状細胞特異的なEGR1欠損マウスでの実験が望ましい可能性が指摘されたため、必要時はCD11c-DTRマウス（樹状細胞を欠損させることができるマウスモデル）を用いて樹状細胞におけるEGR1の役割について厳密に解析することを計画している。さらにEGR1が樹状細胞においてどのような遺伝子を制御しているのか、EGR1欠損樹状細胞を用いて網羅的に解析する方針としている。また、T細胞などの樹状細胞以外の免疫細胞におけるEGR1の役割についても解析予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Skin microbiome in acral melanoma: Corynebacterium is associated with advanced melanoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Satoru Mizuhashi, Ikko Kajihara, Soichiro Sawamura, Hisashi Kanemaru, Katsunari Makino, Jun Aoi, Takamitsu Makino, Shinichi Masuguchi, Satoshi Fukushima, Hironobu Ihn
  • 雑誌名: The Journal of Dermatology 巻: 48 ページ: e15-e16
  • DOI: 10.1111/1346-8138.15633
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serum levels of desmoglein-1 DNA copies in cell-free DNA of patients with pemphigus (2021)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kakitsuka, Soichiro Sawamura, Ikko Kajihara, Hisashi Kanemaru, Noritoshi Honda, Katsunari Makino, Jun Aoi, Takamitsu Makino, Satoshi Fukushima, Hironobu Ihn
  • 雑誌名: The Journal of Dermatology 巻: 48 ページ: e31-e32
  • DOI: 10.1111/1346-8138.15620
  • 査読あり
• [雑誌論文] Immunotherapy with 4-1BBL-Expressing iPS Cell-Derived Myeloid Lines Amplifies Antigen-Specific T Cell Infiltration in Advanced Melanoma (2021)
  • 著者名/発表者名: H. Kuriyama, S. Fukushima, T. Kimura, H. Kanemaru, A. Miyashita, E. Okada, Y. Kubo, S. Nakahara, A. Tokuzumi, Y. Nishimura, I. Kajihara, K. Makino, J. Aoi, S. Masuguchi, H. Tsukamoto, T. Inozume, R. Zhang, T. Nakatsura, Y. Uemura, S. Senju, H. Ihn
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 22 ページ: 1958-1958
  • DOI: 10.3390/ijms22041958
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Immune cell therapy against disseminated melanoma by utilizing induced pluripotent stem cell-derived myeloid cell lines producing interferon-beta or interleukin-15/interleukin-15 receptor alpha (2021)
  • 著者名/発表者名: Satoru Mizuhashi, Yosuke Kubo, Satoshi Fukushima, Hisashi Kanemaru, Satoshi Nakahara, Azusa Miyasita, Takayuki Ishibashi, Haruka Kuriyama, Toshihiro Kimura, Shinichi Masuguchi, Rong Zhang, Tatsuaki Iwama, Tetsuya Nakatsura, Yasushi Uemura, Satoru Senju, Hironobu Ihn
  • 雑誌名: Journal of Dermatological Science 巻: 102 ページ: 133-136
  • DOI: 10.1016/j.jdermsci.2021.03.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nucleosome assembly protein 1-like 4, a new therapeutic target for proliferation and invasion of melanoma cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Satoru Mizuhashi, Satoshi Fukushima, Takayuki Ishibashi, Haruka Kuriyama, Toshihiro Kimura, Hisashi Kanemaru, Ikko Kajihara, Katsunari Makino, Azusa Miyashita, Jun Aoi, Kanako Kita, Hironobu Ihn
  • 雑誌名: Journal of Dermatological Science 巻: 102 ページ: 16-24
  • DOI: 10.1016/j.jdermsci.2021.02.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Existence of Staphylococcus aureus correlates with the progression of extramammary Paget's disease: potential involvement of interleukin-17 and M2-like macrophage polarization (2021)
  • 著者名/発表者名: R. Sakamoto, I. Kajihara, T. Mijiddorj, S. Otsuka-Maeda, S. Sawamura, Y. Nishimura, H. Kanemaru, S. Kanazawa-Yamada, K. Nakamura, N. Honda, K. Makino, J. Aoi, T. Igata, T. Makino, S. Masuguchi, S. Fukushima, J. Morinaga, Y. Komohara, H. Ihn
  • 雑誌名: European Journal of Dermatology 巻: 1;31(1) ページ: 48-54
  • DOI: 10.1684/ejd.2021.3972.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Circulating tumor necrosis factor‐α DNA are elevated in psoriasis (2020)
  • 著者名/発表者名: Ryoko Sakamoto, Soichiro Sawamura, Ikko Kajihara, Hitomi Miyauchi, Kazumi Urata, Saki Otsuka-Maeda, Hisashi Kanemaru, Saori Kanazawa-Yamada, Noritoshi Honda, Katsunari Makino, Azusa Miyashita, Jun Aoi, Takamitsu Makino, Satoshi Fukushima, Hironobu Ihn
  • 雑誌名: The Journal of Dermatology 巻: 47(9) ページ: 1037-1040
  • DOI: 10.1111/1346-8138.15422.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elevated circulating cell-free DNA levels in autoimmune bullous diseases (2020)
  • 著者名/発表者名: Yuki Kakitsuka, Soichiro Sawamura, Ikko Kajihara, Hisashi Kanemaru, Noritoshi Honda, Katsunari Makino, Jun Aoi, Takamitsu Makino, Satoshi Fukushima, Hironobu Ihn
  • 雑誌名: The Journal of Dermatology 巻: 47(9) ページ: e345-e346
  • DOI: 10.1111/1346-8138.15485.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Retrospective study of COL1A1-PDGFB fusion gene-positive dermatofibrosarcoma protuberans in Kumamoto University (2020)
  • 著者名/発表者名: Saki Otsuka‐Maeda, Ikko Kajihara, Hisashi Kanemaru, Soichiro Sawamura, Katsunari Makino, Jun Aoi, Takamitsu Makino, Satoshi Fukushima, Hironobu Ihn
  • 雑誌名: Clinical and Experimental Dermatology 巻: 45(8) ページ: 1067-1068
  • DOI: 10.1111/ced.14312.
  • 査読あり
• [雑誌論文] BATF2 expression as a novel marker for invasive phenotype in malignant melanoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Hidemi Tagawa, Hisashi Kanemaru, Toshihiro Kimura, Haruka Kuriyama, Soichiro Sawamura, Ikko Kajihara, Azusa Miyashita, Jun Aoi, Satoshi Fukushima, Hironobu Ihn
  • 雑誌名: The Journal of Dermatology 巻: 47(10) ページ: e372-e373
  • DOI: 10.1111/1346-8138.15495.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single administration of avelumab induced a complete response in thyroid transcription factor-1 positive combined Merkel cell carcinoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Kanemaru, Satoshi Fukushima, Yukari Mizukami, Soichiro Sawamura, Kayo Nakamura, Noritoshi Honda, Katsunari Makino, Ikko Kajihara, Jun Aoi, Takamitsu Makino, Takeshi Kawasaki, Erina Kudou, Masayoshi Jhono, Takaaki Ito, Nobuyuki Arima, Hironobu Ihn
  • 雑誌名: The Journal of Dermatology 巻: 47(11) ページ: 1317-1321
  • DOI: 10.1111/1346-8138.15543.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Matrin-3 plays an important role in cell cycle and apoptosis for survival in malignant melanoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Haruka Kuriyama, Satoshi Fukushima, Toshihiro Kimura, Etsuko Okada, Takayuki Ishibashi, Satoru Mizuhashi, Hisashi Kanemaru, Ikko Kajihara, Katsunari Makino, Azusa Miyashita, Jun Aoi, Seiji Okada, Hironobu Ihn, Kanako Kita
  • 雑誌名: Journal of Dermatological Science 巻: 100(2) ページ: 110-119
  • DOI: 10.1016/j.jdermsci.2020.08.013.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methyl-CpG binding domain protein 3: a new diagnostic marker and potential therapeutic target of melanoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Ishibashi, Ikko Kajihara, Satoru Mizuhashi, Haruka Kuriyama, Toshihiro Kimura, Hisashi Kanemaru, Katsunari Makino, Azusa Miyashita, Jun Aoi, Takamitsu Makino, Satoshi Fukushima, Kanako Kita, Hironobu Ihn
  • 雑誌名: BioScience Trends 巻: 14(5) ページ: 390-395
  • DOI: 10.5582/bst.2020.01048.
  • 査読あり
• [学会発表] 悪性黒色腫の患者における血漿cfDNAを用いたBRAF遺伝子変異の検出 (2020)
  • 著者名/発表者名: 金丸央、梶原一亨、宮内仁美、宮下梓、青井淳、福島聡、尹浩信
  • 学会等名: 第119回日本皮膚科学会総会
• [学会発表] Expression of BATF2 in malignant melanoma as a novel invasive marker (2020)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Kanemaru, Hidemi Tagawa, Toshihiro Kimura, Haruka Kuriyama, Soichiro Sawamura, Ikko Kajihara, Azusa Miyashita, Jun Aoi, Satoshi Fukushima, and Hironobu Ihn
  • 学会等名: The 45th Annual Meeting of the Japanese Society for Investigative Dermatology
  • 国際学会