脳腫瘍微小環境の修飾による根治的ウイルス療法の開発研究

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26253073
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 藤堂 具紀 東京大学, 医科学研究所, 教授 (80272566)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: 脳腫瘍 / ウイルス療法 / がん幹細胞

研究実績の概要

単純ヘルペスウイルスⅠ型（HSV-1）のゲノムを遺伝子工学的に改変して、腫瘍細胞で選択的に複製するがん治療用遺伝子組換えHSV-1を作製できる。研究代表者らは治療域の広い第三世代がん治療用HSV-1を開発し、我が国初のウイルス療法の臨床展開を行っている。本研究は、悪性脳腫瘍の根治的な治療開発を目指して、脳腫瘍微小環境の修飾を介した革新的ウイルス療法の開発研究を行うことを目的とする。臨床研究データやヒト膠芽腫由来がん幹細胞の特性解析、更にはがん細胞におけるウイルス複製等の最新知見に基づいた研究を行った。特に平成26年度は、目的の外来遺伝子を確実に挿入し、且つ複数のHSV-1を並行して短期間で作製することが可能な、G47Δを基本骨格とするBACシステム（T-BAC）を活用して、脳腫瘍幹細胞標的型HSV-1として、脳腫瘍幹細胞の幹細胞性維持やsphere形成能を阻害する抗TGF-β蛋白またはBMP4を発現する新規HSV-1を作製した。また、抗VEGF機能を有するHSV-1を複数作製して、主にマウス皮下腫瘍モデルを用いて有効性評価を行った。さらにマイクロRNA（miRNA）のうち数種は、マウス細胞株においてHSV-1複製を阻害するとされることから、miRNA阻害によるウイルス療法の治療効果修飾を調査した。世界でウイルス療法開発が激化する中、膠芽腫の根治をも可能にする、日本独自の、革新的かつ実用的な脳腫瘍治療の開発研究を推進する。

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

本研究は、悪性脳腫瘍の根治的な治療開発を目指して、脳腫瘍微小環境の修飾を介した革新的ウイルス療法の開発研究を行うことを目的とする。平成26年度は以下の成果を達成した。
1. 脳腫瘍幹細胞標的型HSV-1の作製：　目的の外来遺伝子を確実に挿入し、且つ複数のHSV-1を並行して短期間で作製することが可能な、G47Δを基本骨格とするBACシステム（T-BAC）を活用して、脳腫瘍幹細胞の幹細胞性維持やsphere形成能を阻害する抗TGF-β蛋白またはBMP4を発現する新規HSV-1を作製した。また、がん幹細胞が豊富な悪性脳腫瘍や、良性脳腫瘍でも高いウイルス複製が得られるHSV-1を作製するため、G47Δで欠失したICP6を腫瘍特異的プロモータで制御したICP6遺伝子で置換した新規HSV-1を作製した。
2. 抗VEGF分子発現型HSV-1の作製：　抗VEGF機能を有するHSV-1を複数作製した。主にマウス皮下腫瘍モデルを用いて有効性評価を行った。
3. miRNA阻害によるウイルス療法の治療効果修飾：　マイクロRNA（miRNA）であるmiR-XXとmiR-YYは、マウス細胞株においてHSV-1複製を阻害するとされる。そこで、miR-XXとmiR-YYを特異的に阻害するレンチウイルスベクター（TuD-miRXX、-miRYY）を用いて、グリオーマ細胞株のmiR-XXもしくはmiR-YYを抑えた安定株を作製し、G47Δのウイルス複製能と殺細胞作用へのmiRNAの影響を調査した。

今後の研究の推進方策

腫瘍特異的なウイルス複製能に優れ且つ安全性が高い第三世代単純ヘルペスウイルスⅠ型（HSV-1）G47Δの膠芽腫患者への実用化を見据えて、悪性脳腫瘍の根治的な治療開発を目指し、脳腫瘍微小環境の修飾を介した革新的ウイルス療法の開発研究を行う。平成27年度以降は以下の計画で推進する。
1. 脳腫瘍幹細胞標的型HSV-1の作製と評価
G47Δを基本骨格とするBACシステム（T-BAC）を活用して作製した、抗TGF-β蛋白発現型またはBMP4発現型などの新規HSV-1を評価する。特に、悪性脳腫瘍由来のがん幹細胞や、がん幹細胞様の特性を有するSAS細胞株を用いたin vitroおよびin vivoにおける有効性の評価を進める。また、がん幹細胞が豊富な悪性脳腫瘍や良性脳腫瘍でも高いウイルス複製が得られるHSV-1を作製するため、G47Δで欠失したICP6を腫瘍特異的プロモータで制御したICP6遺伝子で置換した新規HSV-1について、有効性の評価を進める。
2. 抗VEGF分子発現型HSV-1の作製と評価
免疫反応自体を阻害せずに、それに伴う脳浮腫のみを抑制する機能を有するHSV-1ができれば、脳腫瘍のウイルス療法にきわめて有用である。さまざまな手法で抗VEGF機能を有するHSV-1を複数作製し、マウス脳腫瘍モデル等を用いた有効性の評価を進める。

研究成果

• [雑誌論文] Strong therapeutic potential of γ-secretase inhibitor MRK003 for CD44-high and CD133-low glioblastoma initiating cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanaka S, Nakada M, Yamada D, Nakano I, Todo T, Ino Y, Hoshii T, Tadokoro Y, Ohta K, Ali MAE, Hayashi Y, Hamada JI, Hirao A
  • 雑誌名: J Neurooncol 巻: 121(2) ページ: 239-250
  • DOI: 10.1007/s11060-014-1630-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] The pleiotrophin-ALK axis is required for tumorigenicity of glioblastoma stem cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Koyama-Nasu R, Haruta R, Nasu-Nishimura Y, Taniue K, Katou Y, Shirahige K, Todo T, Ino Y, Mukasa A, Saito N, Matsui M, Takahashi R, Hoshino-Okubo A, Sugano H, Manabe E, Funato K, Akiyama T
  • 雑誌名: Oncogene 巻: 33 ページ: 2236-2244
  • DOI: 10.1038/onc.2013.168
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] PCDH10 is required for the tumorigenicity of glioblastoma cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Echizen K, Nakada M, Hayashi T, Sabit H, Furuta T, Nakai M, Koyama-Nasu R, Nishimura Y, Taniue K, Morishita Y, Hirano S, Terai K, Todo T, Ino Y, Mukasa A, Takayanagi S, Ohtani R, Saito N, Akiyama T
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 444 ページ: 13-18
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.12.138
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 5-Hydroxymethylcytosine plays a critical role in glioblastomagenesis by recruiting the methylosome (2014)
  • 著者名/発表者名: Takai H, Masuda K, Hiraoka K, Echizen K, Koyama-Nasu R, Nasu-Nishimura Y, Ogawa H, Kozuka-Hata H, Oyama M, Todo T, Ino Y, Mukasa A, Saito N, Toyoshima C, Shirahige K, Akiyama T
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 9 ページ: 48-60
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2014.08.071
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A case of radiation-induced osteosarcoma treated effectively by boron neutron capture therapy (2014)
  • 著者名/発表者名: Futamura G, Kawabata S, Siba H, Kuroiwa T, Suzuki M, Kondo N, Ono K, Tanaka M, Todo T, Miyatake S
  • 雑誌名: Practical Radiation Oncology 巻: 9 ページ: 237
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 精巣腫瘍における第三世代HSV-1の応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 角谷成紀、福原浩、田口慧、竹島雄太、本間之夫、稲生靖、藤堂具紀
  • 学会等名: 第24回泌尿器科分子・細胞研究会
  • 発表場所: JPタワー ホール＆カンファレンス（東京都千代田区）
  • 年月日: 2015-02-28
• [学会発表] 膠芽腫に対するウイルス療法：第I-IIa 相試験の結果と第II 相医師主導治験の開始 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤堂具紀
  • 学会等名: 第32回日本脳腫瘍学会学術集会
  • 発表場所: シェラトン・グランデ・トーキョーベイ・ホテル（千葉県舞浜市）
  • 年月日: 2014-12-02
• [学会発表] TMZ時代における初発膠芽腫に対する高線量照射の有用性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中実、稲生靖、伊藤博崇、札場博貴、藤堂具紀
  • 学会等名: 第32回日本脳腫瘍学会学術集会
  • 発表場所: シェラトン・グランデ・トーキョーベイ・ホテル（千葉県舞浜市）
  • 年月日: 2014-11-30
• [学会発表] 脳腫瘍治療用の抗体発現型単純ヘルペスウイルス1型の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博崇、稲生靖、田中実、藤堂具紀
  • 学会等名: 第32回日本脳腫瘍学会学術集会
  • 発表場所: シェラトン・グランデ・トーキョーベイ・ホテル（千葉県舞浜市）
  • 年月日: 2014-11-30
• [学会発表] 第三世代がん治療用ウイルスG47Δを用いたマウス舌がんモデルにおける治療効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 内橋俊大、中原寛和、古郷幹彦、稲生靖、藤堂具紀
  • 学会等名: 第59回日本口腔外科学会総会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2014-10-17
• [学会発表] ウイルス療法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤堂具紀
  • 学会等名: 日本脳神経外科学会第73回学術総会
  • 発表場所: グランドプリンスホテル新高輪（東京都港区）
  • 年月日: 2014-10-09 – 2014-10-11
  • 招待講演
• [学会発表] Generation of a therapeutic antibody-expressing oncolytic herpes simplex virus (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博崇、稲生靖、田中実、藤堂具紀
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-09-27
• [学会発表] Therapeutic efficacy of genetically engineered oncolytic herpes simplex virus type 1 (G47Δ) in colorectal cancer (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿部真也、稲生靖、福原浩、岩井美和子、渡邉聡明、藤堂具紀
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-09-27
• [学会発表] Oncolytic virus therapy for lung cancers using a third generation oncolytic herpes simplex virus type 1 G47Δ (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂田義詞、稲生靖、岩井美和子、池田徳彦、藤堂具紀
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-09-27
• [学会発表] がん幹細胞が豊富な腫瘍に対するTGF-β阻害分子発現型HSV-1の治療効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩井美和子、稲生靖、内橋俊大、赤津裕一、渡部徹朗、宮園浩平、藤堂具紀
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-09-27
• [学会発表] Oncolytic virus therapy for malignant melanoma using Interleukin-12-expressing herpes simplex virus type 1 (2014)
  • 著者名/発表者名: 樋口明子、稲生靖、福原浩、岩井美和子、藤堂具紀
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-09-27
• [学会発表] Armig Oncolytic HSV-1 (G47Δ) with anti-VEGF factors confers additional therapeutic benefits (2014)
  • 著者名/発表者名: 帰山ともみ、稲生靖、福原浩、中坪拓也、岩井美和子、藤堂具紀
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] 第３世代癌治療用ヘルペスウイルス, G47Δを用いた食道癌への新しい治療戦略 (2014)
  • 著者名/発表者名: 谷島翔、稲生靖、岩井美和子、福原浩、瀬戸泰之、藤堂具紀
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2014-09-25
• [学会発表] Effect of virus therapy for colorectal cancer with genetically engineered herpes simplex virus type 1 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿部真也、稲生靖、福原浩、岩井美和子、渡邉聡明、藤堂具紀
  • 学会等名: 第20回日本遺伝子治療学会
  • 発表場所: 東京慈恵会医科大学（東京都港区）
  • 年月日: 2014-08-08
• [学会発表] 第３世代癌治療用ヘルペスウイルス, G47Δを用いた食道癌への新しい治療法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 谷島翔、稲生靖、福原浩、岩井美和子、瀬戸泰之、藤堂具紀
  • 学会等名: 第20回日本遺伝子治療学会
  • 発表場所: 東京慈恵会医科大学（東京都港区）
  • 年月日: 2014-08-08
• [学会発表] Oncolytic virus therapy for malignant melanoma using interleukin 12-expressing herpes simplex virus type 1 (2014)
  • 著者名/発表者名: 樋口明子、稲生靖、福原浩、岩井美和子、藤堂具紀
  • 学会等名: 第20回日本遺伝子治療学会
  • 発表場所: 東京慈恵会医科大学（東京都港区）
  • 年月日: 2014-08-08
• [学会発表] Oncolytic virus therapy using recombinant HSV-1 for nonseminoma germ cell tumors (2014)
  • 著者名/発表者名: 角谷成紀、福原浩、田口慧、竹島雄太、本間之夫、稲生靖、藤堂具紀
  • 学会等名: 第20回日本遺伝子治療学会
  • 発表場所: 東京慈恵会医科大学（東京都港区）
  • 年月日: 2014-08-08
• [学会発表] Armig oncolytic HSV-1 (G47Δ) with anti-VEGF factors confers additional therapeutic benefits (2014)
  • 著者名/発表者名: 帰山ともみ、稲生靖、福原浩、中坪拓也、岩井美和子、藤堂具紀
  • 学会等名: 第20回日本遺伝子治療学会
  • 発表場所: 東京慈恵会医科大学（東京都港区）
  • 年月日: 2014-08-07
• [学会発表] Intratumoral inoculation with oncolytic HSV-1 G47Δ suppresses lymph node metastases in orthotopic tongue cancer models (2014)
  • 著者名/発表者名: 内橋俊大、中原寛和、稲生靖、福原浩、岩井美和子、古郷幹彦、藤堂具紀
  • 学会等名: 第20回日本遺伝子治療学会
  • 発表場所: 東京慈恵会医科大学（東京都港区）
  • 年月日: 2014-08-07
• [学会発表] An ongoing clinical trial of a third-generation oncolytic HSV-1 G47Δ for patients with castration resistant prostate cancer (2014)
  • 著者名/発表者名: 福原浩、竹島雄太、本間之夫、稲生靖、藤堂具紀
  • 学会等名: 第20回日本遺伝子治療学会
  • 発表場所: 東京慈恵会医科大学（東京都港区）
  • 年月日: 2014-08-06
• [学会発表] Generation of an oncolytic herpes simplex virus expressing an antibody as a therapeutic molecule (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤博崇、岩井美和子、稲生靖、藤堂具紀
  • 学会等名: 第20回日本遺伝子治療学会
  • 発表場所: 東京慈恵会医科大学（東京都港区）
  • 年月日: 2014-08-06
• [学会発表] Clinical Trials of a third-generation recombinant oncolytic HSV-1 in recurrent glioblastoma and olfactory neuroblastoma patients (2014)
  • 著者名/発表者名: Todo T, Tanaka M, Ito M, Ito H, Ino Y
  • 学会等名: The 20th International Conference on Brain Tumor Research and Therapy
  • 発表場所: Lake Tahoe, CA, USA
  • 年月日: 2014-07-20 – 2014-07-23
• [学会発表] Micro RNA based strategy for enhancing the effect of oncolytic HSV-1 virus therapy (2014)
  • 著者名/発表者名: Ino Y, Ito M, Todo T
  • 学会等名: The 20th International Conference on Brain Tumor Research and Therapy
  • 発表場所: Lake Tahoe, CA, USA
  • 年月日: 2014-07-20 – 2014-07-23
• [学会発表] Clinical Developement of Oncolytic Herpes Virus G47Δ in Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Todo T
  • 学会等名: American Sciety of Gene & Cell Therapy 17th Annual Meeting
  • 発表場所: Washington DC, USA
  • 年月日: 2014-05-24
  • 招待講演
• [学会発表] Therapeutic Efficacy of Oncolytic HSV-1 G47∆ for Lymph Node Metastases in Orthotopic Tongue Tumor Models (2014)
  • 著者名/発表者名: Uchihashi T, Nakahara H, Ino Y, Kogo M, Todo T
  • 学会等名: American Sciety of Gene & Cell Therapy 17th Annual Meeting
  • 発表場所: Washington DC, USA
  • 年月日: 2014-05-21 – 2014-05-24
• [学会発表] ウイルスを使った革新的がん治療法への挑戦 ～基礎研究の成果を医療現場に届けるために～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤堂 具紀
  • 学会等名: BIO tech 2014
  • 発表場所: 東京ビッグサイト（東京都江東区）
  • 年月日: 2014-05-14
  • 招待講演
• [学会発表] Clinical developement of oncolytic HSV-1 G47delta (2014)
  • 著者名/発表者名: Todo T
  • 学会等名: The 8th International Conference on Oncolytic Virus Therapeutics
  • 発表場所: Oxford, UK
  • 年月日: 2014-04-13
  • 招待講演
• [備考] 東京大学医科学研究所先端医療研究センター先端がん治療分野 ホームページ
  • URL: http://www.ims.u-tokyo.ac.jp/cancer/index.html
• [備考] 東京大学医科学研究所附属病院脳腫瘍外科 ホームページ
  • URL: http://www.ims.u-tokyo.ac.jp/glioma/index.html