2017 Fiscal Year Research-status Report

IL-21のがん微小環境改善による抗腫瘍効果の増強

Research Project

Project/Area Number	17K07153
Research Institution	Yamagata University
Principal Investigator	奈良英利山形大学, 医学部, 助教 (00375338)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	浅尾裕信山形大学, 医学部, 教授 (80250744) 武田裕司山形大学, 医学部, 助教 (90302299)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	IL-21 / マウス / 樹状細胞
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、より優れたがん治療薬の開発を目指すことを目標に始められた。悪性黒色腫などを始め幾つかの腫瘍において、IL-21を標的とした、悪臨床試験が行われているが、未だ十分な成績が収められていない。その理由として、IL-21はT細胞などのリンパ球を活性化するが、抗原提示を行う樹状細胞の働きを抑制してしまうからである。そのメカニズムを解明すべく、申請者らは、マウス骨髄細胞を、GM-CSFで培養し、樹状細胞マーカーであるCD11cや樹状細胞の成熟マーカーであるMHC class II、CD80、そして、PD-L1の発現を指標にマウス骨髄由来樹状細胞（Bone marrow derived dendritic cell, BM-DC）の分化を経時的に観察した。その結果、BM-DCは、５段階の分化過程を経て、成熟までに至ることを明らかにした。また、IL-21をこの分化過程において添加すると、BM-DCの分化は、ある未成熟の段階で停止することを突き止めた。さらに、GM-CSFのみで十分にBM-DCへの分化を誘導した後に、リポポリサッカライド（LPS）で活性化を誘導した際にも、IL-21の存在下では、BM-DCの活性化が抑制されることを明らかにした。このことは、IL-21は樹状細胞の分化成熟および活性化といった２つの相において、樹状細胞の働きを抑制することを示している。そこで、最初に骨髄細胞から樹状細胞への分化抑制に対するIL-21の働きを調べるために、IL-21存在下、非存在下でGM-CSFで培養したBM-DCの成熟細胞画分、非成熟細胞画分をそれぞれセルソーターを用いて単離、RNAを抽出し、マイクロアレイ解析を行った。その結果、幾つかの細胞画分での特異的遺伝子の発現が見られた。現在はその分子の機能解析に取りかかかっている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason これまではBM-DCの分化を観察するには、MHC class IIとCD80の発現のみが指標とされていた。この手法では培養されたBM-DCを１つの集団として、分化の様子を捉えることは出来ても、細胞個々の状態まではわからなかった。本研究の遂行過程において、BM-DCを５段階の分化の異なる亜集団に細分化することにより、樹状細胞の分化、活性化の様子を詳細に観察できるようになった。当初は、２年次からは、マウスを用いた実験を開始する予定であったが、この予想しなかった解析手法の発見により、in vitroでの解析が、より詳細に行えるようになったその反面、このin vitroでの解析に時間がかかり、マウスの実験にはまだ至っていない。
Strategy for Future Research Activity	前述の通り、BM-DCは骨髄からの分化過程において、５段階の過程を経ることを明らかにし、現在、分化段階の異なる細胞集団における遺伝子発現パターンを解析中である。また、同定されたそれぞれの遺伝子がどのように、樹状細胞の分化促進、または抑制に関わっていくか大変興味深く、本研究の根幹をなすものと考えている。そこで、当初の計画であれば、平成３０年度より、マウスを用いた実験を行う予定であったが、もう少し詳細にin vitroの解析を行いたいと考えている。また、申請者は当初予定されていなかったが、異動することなり研究環境が大きく変わった。しかし、幸い異動先は元の研究施設と地理的にも近いであることから、メールなどは勿論、直接研究分担者と会って議論をしながら、研究を遂行することに変わりはない。新天地で必要な機器類は概ねそろっていることも述べておく。