疲弊抵抗性CAR-Tと腫瘍微小環境制御による固形がんに対するT細胞輸注療法

2023 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 23K06714
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 加藤 琢磨 三重大学, 医学系研究科, リサーチアソシエイト (60224515)
• 研究分担者: 王 立楠 三重大学, 医学系研究科, 助教 (00589484)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• キーワード: キメラ抗原受容体 / キメラ抗原受容体 / 細胞輸注療法 / 抗酸化剤 / ミトコンドリア / T細胞疲弊 / 酸化ストレス

研究実績の概要

本研究では固形がんに対するCAR-T細胞輸注療法においてネックとなる、輸注CAR-T細胞疲弊を回避（軽減できる）細胞調整方法を確立し、また固形がんの微小環境を改善することで、輸注CAR-T細胞の抗腫瘍効果を高めることで、より有効な固形がんに対する治療法のPOCを確立する。CAR-T細胞疲弊に、慢性抗原刺激による活性酸素種（ROS）産生を介したミトコンドリア機能障害が関与していることから、抗酸化因子（N-acetyl-cysteine (NAC)またはメラトニン（Mel））存在下にヒト末梢血T細胞にレトロウイルスベクターを用いてCEA特異的CARを導入したCAR-T細胞を調整し、本年度はin vitroで頻回抗原刺激系を用いた慢性抗原刺激系においてCAR-T細胞機能に及ぼす影響を調べた。NAC存在下に調整したCAR-T細胞は細胞内グルタチオンレベルが3倍程度に上昇しており、それに伴って細胞内ROSならびにミトコンドリア内ROSは低下していた。TMRM（ミトコンドリア膜電位）／TGM（ミトコンドリア量）比はNAC処理CAR-T細胞において高く、ミトコンドリア呼吸能も高かった。このようなCAR-T細胞を、調整直後とin vitroにて固相化CEAで2日おきに4回刺激した後に再度CEA陽性腫瘍と共培養すると、NAC処理CAR-T細胞は高いサイトカイン産生能と強い細胞傷害活性を有していた。CAR-T細胞の疲弊マーカーの一つであるPD-1発現の低下が見られたが、他の活性化抑制マーカーであるTim-3、LAG-3とCTLA-4の発現には差が認められなかった。

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

抗酸化剤前処理によるCAR-T細胞の疲弊抵抗性獲得がin vitroにおいて概ね確認できた。詳細なメカニズム解析が更に必要であるが、in vivoにおける疲弊抵抗性の確認と疲弊抵抗に関与するミトコンドリア機能維持のメカニズム解析に向けた基礎が確立できたので、概ね順調に進展していると言える。

今後の研究の推進方策

今後は担がんマウスを用いて輸注CAR-T細胞の抗腫瘍効果を解析するとともに、回収したCAR-T細胞の疲弊状態をサイトカイン産生、疲弊マーカー解析、ミトコンドリア機能解析を行う予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Preclinical evaluation of a novel CAR-T therapy utilizing a scFv antibody highly specific to MAGE-A4p230-239/HLA-A*02:01 complex (2024)
  • 著者名/発表者名: Linan Wang, Masahiro Matsumoto, Yasushi Akahori, Naohiro Seo, Kazuko Shirakura, Takuma Kato, Yoichi Katsumoto, Yoshihiro Miyahara, Hiroshi Shiku
  • 雑誌名: Mol Ther 巻: 32 ページ: 374-348
  • DOI: 10.1016/j.ymthe.2024.01.018
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Exhaustion, rather than lack of infiltration and persistence, of CAR-T cells hampers the efficacy of CAR-T therapy in an orthotopic PDAC xenograft model (2024)
  • 著者名/発表者名: Yuta Takeuchi, Yizheng Wang, Katsunori Sasaki, Osamu Sato, Takahiro Tsuchikawa, Linan Wang, Yasunori Amaishi, Sachiko Okamoto, Junichi Mineno, Yoshifumi Hirokawa, Kanako C Hatanaka, Yutaka Hatanaka, Takuma Kato, Hiroshi Shiku, Satoshi Hirano
  • 雑誌名: Biomed Pharmacoher 巻: 170 ページ: 116052
  • DOI: 10.1016/j.biopha.2023.116052
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] αβ-T cell receptor transduction gives superior mitochondrial function to γδ-T cells with promising persistence (2023)
  • 著者名/発表者名: Mikiya Ishihara, Hiroshi Miwa, Hiroshi Fujiwara, Yasushi Akahori, Takuma Kato, Yoshimasa Tanaka, Isao Tawara, Hiroshi Shiku
  • 雑誌名: iScience 巻: 26 ページ: 107802
  • DOI: 10.1016/j.isci.2023.107802
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CAR-Modified Vγ9Vδ2 T Cells Propagated Using a Novel Bisphosphonate Prodrug for Allogeneic Adoptive Immunotherapy (2023)
  • 著者名/発表者名: Yizheng Wang, Linan Wang, Naohiro Seo, Satoshi Okumura, Tae Hayashi, Yasushi Akahori, Hiroshi Fujiwara, Yasunori Amaishi, Sachiko Okamoto, Junichi Mineno, Yoshimasa Tanaka, Takuma Kato, Hiroshi Shiku
  • 雑誌名: Int J Mol Sci 巻: 24 ページ: 10873
  • DOI: 10.3390/ijms241310873
  • 査読あり / オープンアクセス