難治性がんサブタイプに対するCAR-T治療開発への多重ゲノム編集技術の応用

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K21627
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 田中 真二 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (30253420)
• 研究分担者: 秋山 好光 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (80262187) ; 島田 周 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (20609705) ; 新部 彩乃 (樺嶋) 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (20445448)
• 研究期間 (年度): 2020-07-30 – 2022-03-31
• キーワード: ゲノム編集 / CAR-T / 免疫チェックポイント / 免疫疲弊 / 難治性がん / 同系統移植モデル / 免疫抑制因子 / RNA編集

研究実績の概要

ゲノム編集技術は研究分野のみならず、治療開発への応用が強く期待されている。申請者は挑戦的研究(萌芽)H30-31によりゲノム編集システムを搭載した高効率レンチウイルスベクターを開発し、多重ゲノム編集により同時に複数の遺伝子改変を導入する革新的手法に成功した。本研究では、高効率多重ゲノム編集技術をCAR-T細胞開発へ応用し、新規がん免疫治療に展開することを目的とする。本課題は、CAR-T細胞の生体内維持及び免疫応答の機序解明のみならず、難治性がん治療開発に直結した実践的研究である。
当研究室にてmesothelin scFv, CD19 scFvを各々搭載した第三世代CARベクターを構築し、C57BL/6マウスから分離したT細胞へ導入してmesothelin-CAR-T細胞、CD19-CAR-T細胞を作成した。C57BL/6由来のmesothelin導入マウス膵癌細胞株、CD19導入マウスCdh1:Trp53変異スキルス胃癌細胞株を多重ゲノム編集にて作成し、各CAR-T細胞が特異的に反応して殺細胞作用を示すことを確認した。NSGマウスを用いた移植腫瘍モデルにより、CAR-T 細胞のin vivo腫瘍縮小効果を検出したが、C57BL/6マウスを用いた同系統移植腫瘍モデルでは、CAR-T 細胞の腫瘍縮小効果が減弱することを見出した。そこで、マウスCAR-T細胞にsgRNA GeCKOライブラリーを導入してin vivo CRISPRスクリーニングを施行し、3種類の治療抵抗性遺伝子候補を同定した。多重ゲノム編集により３種類全てノックアウトしたCAR-T細胞を作成した結果、同系統移植腫瘍モデルにおける治療効果が著しく増強されることを明らかにした。さらに多重RNA編集を用いたノックダウンにて同治療効果が得られることを見出し、より安全性が高いCAR-T治療開発を推進することが可能となった。

備考

分子腫瘍医学研究室ホームページ
http://www.tmd.ac.jp/grad/monc/

研究成果

• [国際共同研究] Brown University/MD Anderson Cancer Center(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Brown University/MD Anderson Cancer Center
• [国際共同研究] Institut Cochin INSERM(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: Institut Cochin INSERM
• [国際共同研究] Seoul ASAN Medical Center/Seoul National University(韓国)
  • 国名: 韓国
  • 外国機関名: Seoul ASAN Medical Center/Seoul National University
• [国際共同研究] Peking University(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: Peking University
• [雑誌論文] Genomic landscape of a mouse model of diffuse-type gastric adenocarcinoma (2022)
  • 著者名/発表者名: Zhang M, Sugita I, Komura D, Katoh H, Shimada S, Inazawa J, Tanaka S, Ishikawa S.
  • 雑誌名: Gastric Cancer 巻: 25 ページ: 83-95
  • DOI: 10.1007/s10120-021-01226-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional assessment of miR-1291 in colon cancer cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Wang J, Hirose H, Yokoyama Y, Ikeshima R, Tsujimura N, Bonkobara S, Takeda K, Hata T, Inoue A, Hiraki M, Ohtsuka M, Nishida N, Takahashi H, Haraguchi N, Tanaka S, Wu X, Mori M, Yamamoto H.
  • 雑誌名: International Journal of Oncology 巻: 60 ページ: 13
  • DOI: 10.3892/ijo.2022.5303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hormonal tumor mapping for liver metastases of gastroenteropancreatic neuroendocrine neoplasms: a novel therapeutic strategy (2022)
  • 著者名/発表者名: Maekawa A, Kudo A, Kishino Mitsuhiro, Murase Y, Watanabe S, Ishikawa Y, Ueda Hiroki, Akahoshi K, Ogawa K, Ono H, Tanaka S, Kinowaki Y, Tanabe M.
  • 雑誌名: Journal of Cancer Research and Clinical Oncology 巻: 148 ページ: 697-706
  • DOI: 10.1007/s00432-021-03650-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel classification of portal venous tumor invasion to predict residual tumor status after surgery in patients with pancreatic neuroendocrine neoplasms (2022)
  • 著者名/発表者名: Kato T, Kudo A, Ishikawa Y, Watanabe S, Akahoshi K, Ogawa K, Ono H, Ban D, Tanaka S, Tanabe M.
  • 雑誌名: Journal of Cancer Research and Clinical Oncology 巻: 148 ページ: 931-941
  • DOI: 10.1007/s00432-021-03660-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Curative Surgery and Ki-67 Value Rather than Tumor Differentiation Predict the Survival of Patients with High-grade Neuroendocrine Neoplasms (2022)
  • 著者名/発表者名: Asano Daisuke、Kudo Atsushi、Akahoshi Keiichi、Maekawa Aya、Murase Yoshiki、Ogawa Kosuke、Ono Hiroaki、Ban Daisuke、Tanaka Shinji、Tanabe Minoru
  • 雑誌名: Annals of Surgery 巻: - ページ: in press
  • DOI: 10.1097/SLA.0000000000004495
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular targeted drugs, comprehensive classification and preclinical models for the implementation of precision immune oncology in hepatocellular carcinoma. (2022)
  • 著者名/発表者名: Shimada S, Tanaka S.
  • 雑誌名: International Journal of Clinical Oncology 巻: - ページ: in press
  • DOI: 10.1007/s10147-022-02174-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intrinsic activation of β-catenin signaling by CRISPR/Cas9-mediated exon skipping contributes to immune evasion in hepatocellular carcinoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Akasu M, Shimada S, Kabashima A, Akiyama Y, Shimokawa M, Akahoshi K, Kudo A, Yamaoka S, Tanabe M, Tanaka S.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: 16732
  • DOI: 10.1038/s41598-021-96167-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Arterial chemoembolisation with cisplatin versus epirubicin for hepatocellular carcinoma (ACE 500 study): A multicentre, randomised controlled phase 2/3 trial (2021)
  • 著者名/発表者名: Aramaki O, Takayama T, Moriguchi M, Sakamoto H, Yodono H, Kokudo N, Yamanaka N, Kawasaki S, Sasaki Y, Kubota K, Otsuji E, Tanaka S, Matsuyama Y, Fujii M, for the ACE500 study group.
  • 雑誌名: European Journal of Cancer 巻: 157 ページ: 373-382
  • DOI: 10.1016/j.ejca.2021.08.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surgery after sunitinib administration to improve survival of patients with advanced pancreatic neuroendocrine neoplasms (2021)
  • 著者名/発表者名: Murase Y, Kudo A, Akahoshi K, Maekawa A, Ishikawa Y, Ueda H, Ogawa K, Ono H, Tanaka S, Tanabe M.
  • 雑誌名: Annals of Gastroenterological Surgery 巻: 5 ページ: 692-700
  • DOI: 10.1002/ags3.12458
  • 査読あり
• [雑誌論文] Laparoscopic distal pancreatectomy in a patient with aberrant splenic artery originating from the superior mesenteric artery (2021)
  • 著者名/発表者名: Ishida H, Ishikawa Y, Akahoshi K, Ueda H, Morimoto K, Yamashita H, Ogawa K, Ono H, Kudo A, Tanaka S, Tanabe M.
  • 雑誌名: Medicine 巻: 100 ページ: e25704
  • DOI: 10.1097/MD.0000000000025704
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of early recurrence of pancreatic ductal adenocarcinoma after resection (2021)
  • 著者名/発表者名: Sugawara T, Ban D, Nishino J, Watanabe S, Ishikawa Y, Akahoshi K, Ogawa K, Ono H, Kudo A, Tanaka S, Tanabe M.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 16 ページ: e0249885-
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0249885
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cytoplasmic RRM1 activation as an acute response to gemcitabine treatment is involved in drug resistance of pancreatic cancer cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Kato T, Ono H, Fujii M, Y, Akahoshi K, Ogura T, Ogawa K, Ban D, Kudo A, Tanaka S, Tanabe M.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 16 ページ: e0252917
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0252917
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] C646 inhibits G2/M cell cycle-related proteins and potentiates anti-tumor effects in pancreatic cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Ono H, Kato T, Murase Y, Nakamura Y, Ishikawa Y, Watanabe S, Akahoshi K, Ogura T, Ogawa K, Ban D, Kudo A, Akiyama Y, Tanaka S, Ito H, Tanabe M.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: 10078
  • DOI: 10.1038/s41598-021-89530-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Inhibition of acid ceramidase elicits mitochondrial dysfunction and oxidative stress in pancreatic cancer cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Taniai T, Shirai Y, Shimada Y, Hamura R, Yanagaki M, Takada N, Horiuchi T, Haruki K, Furukawa K, Tsuboi K, Okamoto Y, Shimada S, Tanaka S, Ohashi T, Ikegami T.
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 112 ページ: 4570-4579
  • DOI: 10.1111/cas.15123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibitor library screening identifies ispinesib as a new potential chemotherapeutic agent for pancreatic cancers (2021)
  • 著者名/発表者名: Murase Y, Ono H, Ogawa K, Yoshioka R, Ishikawa Y, Ueda H, Akahoshi K, Ban D, Kudo A, Tanaka S, Tanabe M.
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 112 ページ: 4641-4654
  • DOI: 10.1111/cas.15134
  • 査読あり
• [学会発表] Surgical oncology to develop novel targeted and immunotherapies for hepato-biliary-pancreatic cancer (Award Session) (2021)
  • 著者名/発表者名: Shinji Tanaka
  • 学会等名: 80th Annual Meeting of Japanese Cancer Association
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Stemness and heterogeneity of liver cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Shinji Tanaka
  • 学会等名: JSH International Liver Conference 2021
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 多様性と科学の発展 (2021)
  • 著者名/発表者名: 田中真二
  • 学会等名: 第25回日本心療内科学会学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] 肝臓外科からみた代謝関連肝癌の分子機序と治療戦略 (2021)
  • 著者名/発表者名: 田中真二、島田周、秋山好光、新部彩乃、波多野恵、下川雅弘、田邉稔、小川佳宏
  • 学会等名: 第7回肝臓と糖尿病・代謝研究会
  • 招待講演
• [備考] β-catenin活性化型肝がんの免疫回避機構を解明
  • URL: https://www.tmd.ac.jp/press-release/20210824-1/